[go: up one dir, main page]

RU2509806C2 - Method of preparing grain material for fermentation - Google Patents

Method of preparing grain material for fermentation Download PDF

Info

Publication number
RU2509806C2
RU2509806C2 RU2011123381/10A RU2011123381A RU2509806C2 RU 2509806 C2 RU2509806 C2 RU 2509806C2 RU 2011123381/10 A RU2011123381/10 A RU 2011123381/10A RU 2011123381 A RU2011123381 A RU 2011123381A RU 2509806 C2 RU2509806 C2 RU 2509806C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
starch
temperature
per
rate
mass
Prior art date
Application number
RU2011123381/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011123381A (en
Inventor
Ирина Александровна Гостева
Original Assignee
Костина Ирина Васильевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Костина Ирина Васильевна filed Critical Костина Ирина Васильевна
Priority to RU2011123381/10A priority Critical patent/RU2509806C2/en
Publication of RU2011123381A publication Critical patent/RU2011123381A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2509806C2 publication Critical patent/RU2509806C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention pertains to the alcohol industry. The method involves mixing crushed starch-containing material with water in the presence of amylolytic enzyme preparations, heat treatment of the mixture in hydrodynamic and enzymatic treatment apparatus, heating in a contact head to 108-110°C and cooking in a column-type apparatus. The cooked mass is cooled, followed by saccharification with saccharifying enzyme preparations in fermentation tanks in the presence of yeast cells which inhibit lactic bacteria.
EFFECT: invention improves the quality and output of alcohol and lowers the cost of fuel and power resources.
2 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности и может быть использовано для подготовки зернового сырья к сбраживанию на стадии производства сусла при производстве этилового спирта.The invention relates to the alcohol industry and can be used to prepare grain raw materials for fermentation at the stage of production of wort in the production of ethyl alcohol.

Известен способ аналогичного назначения, предусматривающий, измельчение крахмалосодержащего сырья, смешивание его с водой в смесителе и выдерживание в присутствии амилолитических ферментных препаратов, подачу массы последовательно в два аппарата гидродинамической и ферментативной обработки крахмалосодержащего сырья, подачу массы на контактную головку, затем в аппарат колонного типа (RU 2278898 C1, 27.06.2006).A known method for a similar purpose, comprising crushing starch-containing raw materials, mixing them with water in a mixer and holding them in the presence of amylolytic enzyme preparations, feeding the mass in series into two apparatuses for hydrodynamic and enzymatic processing of starch-containing raw materials, feeding the mass to the contact head, then to the column type apparatus ( RU 2278898 C1, 06/27/2006).

Недостатком данного способа является низкое качество получаемого сусла, низкий выход готовой продукции, большие энергетические затраты и себестоимость конечного продукта.The disadvantage of this method is the low quality of the resulting wort, low yield of finished products, high energy costs and the cost of the final product.

Техническим результатом заявленного изобретения является устранение указанных недостатков, повышение выхода этилового спирта и повышение его качества, снижение энергетических затрат на его производство и себестоимости конечного продукта.The technical result of the claimed invention is to eliminate these drawbacks, increase the yield of ethyl alcohol and increase its quality, reduce energy costs for its production and the cost of the final product.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ подготовки зернового сырья к сбраживанию предусматривает его измельчение, смешивание с водой и выдерживание при температуре 50-55°C в течение 1 часа с внесением бактериальной альфаамилазы из расчета 1,0 ед. АС на 1 г условного крахмала, затем полученную массу подают последовательно в два аппарата гидродинамической и ферментативной обработки, где ее выдерживают в течение 2 часов при температуре 65-70°C при постоянном перемешивании, полученную массу нагревают в контактной головке до температуры 108-110°C и разваривают в аппарате колонного типа, затем после осуществления паросепарации разваренную массу охлаждают в двух пластинчатых теплообменниках, в первом из которых температуру доводят до 60°С, а во втором - до 24-26°C, при этом в трубопровод перед вторым теплообменником вводят осахаривающий ферментный препарат глюкоамилазы из расчета 8 ед. ГлС на 1 г условного крахмала и кислую грибная протеазу из расчета 1,0-2,0 ед. ПС на 1 г белка.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of preparing grain raw materials for fermentation involves grinding, mixing with water and maintaining at a temperature of 50-55 ° C for 1 hour with the introduction of bacterial alpha-amylase at the rate of 1.0 unit. AS per 1 g of conventional starch, then the resulting mass is fed sequentially to two hydrodynamic and enzymatic processing apparatuses, where it is kept for 2 hours at a temperature of 65-70 ° C with constant stirring, the resulting mass is heated in a contact head to a temperature of 108-110 ° C and boil in a column type apparatus, then after the steam separation is carried out, the boiled mass is cooled in two plate heat exchangers, in the first of which the temperature is brought to 60 ° C, and in the second to 24-26 ° C, while in the pipeline before A saccharifying enzyme preparation of glucoamylase is introduced at a rate of 8 units with a heat exchanger. GLS per 1 g of conditional starch and acidic mushroom protease at the rate of 1.0-2.0 units. PS per 1 g of protein.

Кроме того, дополнительно для гидролиза некрахмальных полисахаридов и снижения вязкости замеса в массу вводят ферментный препарат гемицеллюлазы из расчета 0,05 ед. βГкС на 1 г условного крахмала при переработке сырья богатого гумивеществами.In addition, in addition to the hydrolysis of non-starch polysaccharides and to reduce the viscosity of the batch, the enzyme preparation of hemicellulase is added to the mass at the rate of 0.05 units. β GCS per 1 g of conventional starch in the processing of raw materials rich in humic substances.

Технологическая схема приведена на чертеже.The technological scheme is shown in the drawing.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к комбинированному способу подготовки зернового сырья к сбраживанию. Способ предусматривает измельчение крахмалсодержащего сырья на дробилках (1), смешивание его с водой в присутствии амилолитических ферментных препаратов в смесителе (2), тепловую обработку замеса в аппаратах гидродинамической и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья (3), разваривание подготовленной массы под давлением в колоннах (6), подачу посредством регулирующего клапана (7), в паросепаратор (8), охлаждение массы в теплообменниках (9, 10), осахаривание массы осахаривающими ферментными препаратами в присутствии дрожжевой клетки одновременно со сбраживанием в бродильном чане (11). Изобретение позволит снизить затраты на топливно-энергетические ресурсы, повысить качество и выход спирта.The invention relates to the alcohol industry, and in particular to a combined method of preparing grain raw materials for fermentation. The method involves grinding starch-containing raw materials on crushers (1), mixing it with water in the presence of amylolytic enzyme preparations in a mixer (2), heat treatment of the kneading apparatus for hydrodynamic and enzymatic processing of starch-containing raw materials (3), digestion of the prepared mass under pressure in columns (6) ), feeding by means of a control valve (7), to a steam separator (8), cooling the mass in heat exchangers (9, 10), saccharifying the mass with saccharifying enzyme preparations in the presence of a yeast cell at the same time as fermentation in a fermentation tank (11). The invention will reduce the cost of fuel and energy resources, improve the quality and yield of alcohol.

Исходное крахмалосодержащее зерновое сырье (пшеница) подвергают измельчению на молотковой дробилке 1, пропускают через сито с различным диаметром отверстий проход через сито с диаметром отверстий (1 мм - 95-96%, остаток частиц на сите 1,5 мм - 3,5-4,0%, остаток частиц на сите 2,0 мм - 0,2-0,5%, остаток на сите 2,5 мм - отсутствует), смешивают с водой в соотношении 1:2,8 - 1:3,0 в смесителе 2 и выдерживают при температуре 50-55°C в течение 1 часа с внесением бактериальной альфаамилазы из расчета 1,0 ед. АС на 1 г условного крахмала для разжижения и декстринизации крахмала.The initial starch-containing grain raw materials (wheat) are subjected to grinding on a hammer mill 1, pass through a sieve with different hole diameters, pass through a sieve with a hole diameter (1 mm - 95-96%, the remainder of the particles on a sieve 1.5 mm - 3.5-4 , 0%, the remainder of the particles on a sieve of 2.0 mm - 0.2-0.5%, the residue on a sieve of 2.5 mm is absent), mixed with water in a ratio of 1: 2.8 - 1: 3.0 in mixer 2 and incubated at a temperature of 50-55 ° C for 1 hour with the introduction of bacterial alpha-amylase at the rate of 1.0 unit AS per 1 g of conditional starch for liquefying and dextrinizing starch.

При переработке сырья богатого гумивеществами для гидролиза некрахмальных полисахаридов и снижения вязкости замеса в массу дополнительно вводят ферментный препарат гемицеллюлазы из расчета 0,05 ед. βГкС на 1 г условного крахмала.When processing raw materials rich in humic substances for the hydrolysis of non-starch polysaccharides and reducing the viscosity of the batch, an enzyme preparation of hemicellulase is added to the mass at the rate of 0.05 units. βHCS per 1 g of conventional starch.

Затем масса подается последовательно в два аппарата 3 гидродинамической и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья (АГДФО), где выдерживается в течение 2 часов при температуре 65-70°C при постоянном перемешивании. Температура поддерживается за счет закрытого обогрева аппаратов вторичным паром, выходящим из паросепаратора-выдерживателя (пар подается в рубашку или змеевик).Then the mass is fed sequentially into two apparatuses 3 of the hydrodynamic and enzymatic processing of starch-containing raw materials (AGDFO), where it is aged for 2 hours at a temperature of 65-70 ° C with constant stirring. The temperature is maintained due to the closed heating of the apparatus with secondary steam leaving the steam separator-curer (steam is supplied to the jacket or coil).

Из последнего аппарата АГДФО подготовленная масса насосом 4 подается на контактную головку 5, где нагревается острым паром до температуры 108-110°C, при этой температуре масса проходит аппарат 6 колонного типа и через регулирующий клапан 7 выдувается в паросепаратор 8.From the last AGDFO apparatus, the prepared mass is pumped by pump 4 to the contact head 5, where it is heated with hot steam to a temperature of 108-110 ° C, at this temperature the mass passes to the column apparatus 6 and is blown through the control valve 7 into the steam separator 8.

Из паросепаратора разваренная масса подается в первый пластинчатый теплообменник 9, где охлаждается до температуры 60°C, далее во второй пластинчатый теплообменник 10, где она охлаждается до температуры складки 24-26°C.From the steam separator, the boiled mass is fed into the first plate heat exchanger 9, where it is cooled to a temperature of 60 ° C, then to the second plate heat exchanger 10, where it is cooled to a fold temperature of 24-26 ° C.

В трубопровод перед вторым теплообменником подается осахаривающий ферментный препарат глюкоамилазы из расчета 8 ед. ГлС на 1 г условного крахмала.In the pipeline before the second heat exchanger, a saccharifying enzyme preparation of glucoamylase is supplied at the rate of 8 units. GLS per 1 g of conditional starch.

Для протеогидролиза белков до пептидов и аминокислот, ассимилируемых дрожжами вносится кислая грибная протеаза из расчета 1,0-2,0 ед. ПС на 1 г белка. Процесс осахаривания крахмала ведется в бродильных чанах 11 в присутствии дрожжевой клетки, которая подавляет жизнедеятельность лактобактерий.For proteohydrolysis of proteins to peptides and amino acids assimilated by yeast, an acidic mushroom protease is introduced at a rate of 1.0-2.0 units. PS per 1 g of protein. The process of saccharification of starch is carried out in fermentation tanks 11 in the presence of a yeast cell, which inhibits the activity of lactobacilli.

Ниже приведены Таблицы 1 и 2 сравнительных показателей по способу, выбранному в качестве наиболее близкого аналога, и по заявленному способу.The following are Tables 1 and 2 of comparative indicators for the method selected as the closest analogue, and for the claimed method.

Таблица 1Table 1 ПоказателиIndicators По наиболее близкому способуIn the closest way По заявленному способуAccording to the claimed method Длительность обработки, в часахProcessing time, in hours 4four 33 Кислотность замеса, в0 Acidity of kneading, in 0 0,2-0,30.2-0.3 0,3-0,50.3-0.5 Температура стерилизации, в0 Sterilization temperature, at 0 120-125120-125 108-110108-110 Видимая доброкачественность сусла, %Apparent good quality wort,% 8080 89 и89 and Длительность брожения, в часахFermentation time, in hours 60-6660-66 48-5548-55 Содержание несброженных углеводов в бражках, г/100 млThe content of unfermented carbohydrates in mash, g / 100 ml 0,550.55 0,350.35 Содержание нерастворенного крахмала в бражках, об.%The content of undissolved starch in mash, vol.% 0,0050.005 0,0030.003 Нарастание кислотности при брожении, вo The increase in acidity during fermentation, in o 0,20.2 0,10.1 Выход спирта, в дал из 1 т крахмалаThe yield of alcohol, given in 1 ton of starch 66,466,4 66,866.8

Таблица №2Table number 2 Летучие примеси бражки, мг/дм3 безводного спиртаVolatile impurities mash, mg / DM 3 anhydrous alcohol По наиболее близкому способуIn the closest way По заявленному способуAccording to the claimed method АцетальдегидAcetaldehyde 852,47852.47 257,56257.56 ЭтилацетатEthyl acetate 130,63130.63 110,63110.63 Метанол (об.%)Methanol (vol.%) 0,0770,077 0,0520,052 1-Пропанол1-Propanol 897,05897.05 388,07388.07 2-Пропанол2-propanol 4,174.17 1,51,5 ИзобутанолIsobutanol 1600,621600.62 1487,891487.89 1-Бутанол1-butanol 9,139.13 6,616.61 ИзоамилолIsoamylol 5403,625,403.62 3369,583369.58 Общее количество примесейTotal impurities 8897,778897.77 5621,895621.89

Изобретение позволит повысить выход и качество конечного продукта, ускорить процесс подготовки зернового сырья к сбраживании, снизить материалоемкость схемы механико-ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья, снизить затраты на термостабильную альфаамилазу, в связи с заменой ее на бактериальную альфаамилазу, снизить топливно-энергетические затраты, за счет использования вторичного пара на подогрев массы в аппаратах гидро-динамической и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья, исключить из схемы осахариватель, как источник инфекции, снизить потери Сахаров при разваривании за счет снижения температуры разваривания, улучшить физико-химические и органолептические показатели спирта, увеличить производительность завода, за счет уменьшения времени простоев на дезинфекцию оборудования.The invention will improve the yield and quality of the final product, speed up the process of preparing grain raw materials for fermentation, reduce the material consumption of the mechanical-enzymatic processing of starch-containing raw materials, reduce the cost of thermostable alpha-amylase, due to replacing it with bacterial alpha-amylase, and reduce fuel and energy costs due to use of secondary steam for heating the mass in apparatuses for hydrodynamic and enzymatic processing of starch-containing raw materials, exclude the saccharifier from the scheme, to to the source of the infection, reduce sugar losses during cooking of by reducing the temperature of cooking, to improve the physical, chemical and organoleptic indicators of alcohol, increase the plant's productivity by reducing downtime for disinfection equipment.

Claims (2)

1. Способ подготовки зернового сырья к сбраживанию, предусматривающий его измельчение, смешивание с водой и выдерживание при температуре 50-55°С в течение 1 ч с внесением бактериальной альфаамилазы из расчета 1,0 ед. АС на 1 г условного крахмала, затем полученную массу подают последовательно в два аппарата гидродинамической и ферментативной обработки, где ее выдерживают в течение 2 ч при температуре 65-70°С при постоянном перемешивании, полученную массу нагревают в контактной головке до температуры 108-110°С и разваривают в аппарате колонного типа, затем после осуществления паросепарации разваренную массу охлаждают в двух пластинчатых теплообменниках, в первом из которых температуру доводят до 60°С, а во втором - до 24-26°С, при этом в трубопровод перед вторым теплообменником вводят осахаривающий ферментный препарат глюкоамилазы из расчета 8 ед. ГлС на 1 г условного крахмала и кислую грибную протеазу из расчета 1,0-2,0 ед. ПС на 1 г белка, причем осахаривание крахмала осуществляют в бродильных чанах в присутствии дрожжевой клетки.1. A method of preparing grain raw materials for fermentation, providing for its grinding, mixing with water and keeping at a temperature of 50-55 ° C for 1 h with the addition of bacterial alpha-amylase at the rate of 1.0 unit AS per 1 g of conventional starch, then the resulting mass is fed sequentially to two hydrodynamic and enzymatic processing apparatuses, where it is kept for 2 hours at a temperature of 65-70 ° C with constant stirring, the resulting mass is heated in a contact head to a temperature of 108-110 ° C and boil in a column type apparatus, then after the steam separation is carried out, the boiled mass is cooled in two plate heat exchangers, in the first of which the temperature is brought to 60 ° C, and in the second to 24-26 ° C, while in the pipeline before exchanger administered saccharifying glucoamylase enzyme preparation at the rate of 8 units. GLS per 1 g of conventional starch and acidic mushroom protease at the rate of 1.0-2.0 units. PS per 1 g of protein, and starch saccharification is carried out in fermentation tanks in the presence of a yeast cell. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно для гидролиза некрахмальных полисахаридов и снижения вязкости замеса в массу вводят ферментный препарат гемицеллюлазы из расчета 0,05 ед. вГкС на 1 г условного крахмала при переработке сырья, богатого гумивеществами. 2. The method according to claim 1, characterized in that in addition to the hydrolysis of non-starch polysaccharides and reduce the viscosity of the batch, the enzyme preparation of hemicellulase is added to the mass at the rate of 0.05 units. HCGS per 1 g of conventional starch in the processing of raw materials rich in humic substances.
RU2011123381/10A 2011-06-08 2011-06-08 Method of preparing grain material for fermentation RU2509806C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123381/10A RU2509806C2 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Method of preparing grain material for fermentation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123381/10A RU2509806C2 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Method of preparing grain material for fermentation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011123381A RU2011123381A (en) 2012-12-20
RU2509806C2 true RU2509806C2 (en) 2014-03-20

Family

ID=49256247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011123381/10A RU2509806C2 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Method of preparing grain material for fermentation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2509806C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU86613A1 (en) * 1947-04-03 1949-11-30 В.В. Вяткин The method of obtaining alcohol from cereal starch
RU2232817C2 (en) * 2001-07-31 2004-07-20 Моисеенко Владимир Степанович Method for preparing of raw grain material for fermentation
UA8971U (en) * 2005-06-14 2005-08-15 Andrii Volodymyrovyc Boiarchuk A method for the preparation of starch-containing raw material to alcohol fermentation in manufacturing alcohol
RU2278898C1 (en) * 2004-10-19 2006-06-27 Владимир Степанович Моисеенко Installation for preparation of the grain raw materials for fermentation at production of ethanol
RU2287584C2 (en) * 2004-10-19 2006-11-20 Владимир Степанович Моисеенко Method for preparing of raw grain material for fermentation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU86613A1 (en) * 1947-04-03 1949-11-30 В.В. Вяткин The method of obtaining alcohol from cereal starch
RU2232817C2 (en) * 2001-07-31 2004-07-20 Моисеенко Владимир Степанович Method for preparing of raw grain material for fermentation
RU2278898C1 (en) * 2004-10-19 2006-06-27 Владимир Степанович Моисеенко Installation for preparation of the grain raw materials for fermentation at production of ethanol
RU2287584C2 (en) * 2004-10-19 2006-11-20 Владимир Степанович Моисеенко Method for preparing of raw grain material for fermentation
UA8971U (en) * 2005-06-14 2005-08-15 Andrii Volodymyrovyc Boiarchuk A method for the preparation of starch-containing raw material to alcohol fermentation in manufacturing alcohol

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011123381A (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Singh et al. Comparison of modified dry‐grind corn processes for fermentation characteristics and DDGS composition
CN105132250B (en) A kind of quinoa white wine and preparation method thereof
CN107002099B (en) Biological method for co-production of ethanol and fungal proteins
CN101195836B (en) Novel technique for producing manioc waste ethanol
RU2127760C1 (en) Grain-origin ethanol production
Pejin et al. Possibility of L-(+)-lactic acid fermentation using malting, brewing, and oil production by-products
CN102146337B (en) Method for making vinegar by using vinegar bran, brewer's grains and distiller's grains
CN106173190A (en) A kind of preparation method of soybean polypeptide albumen feedstuff
CN102586338A (en) Method for producing alcohol by mixing and fermenting raw materials and cooked materials
CN103290070A (en) Method for producing citric acid through continuous batch feeding fermentation
CN102787013B (en) Method for fermenting and extracting corn oil by microorganisms
CN102260717A (en) Method for producing citric acid by fermentation
JP4113252B2 (en) Method for producing liquid koji with enhanced plant fiber-dissolving enzyme, liquid koji obtained by the method and use thereof
RU2509806C2 (en) Method of preparing grain material for fermentation
CN111040924A (en) Five-cereal vinegar brewing method and processing system thereof
RU2407798C1 (en) Method of alcohol production
RU2473693C1 (en) Method for production of ethyl alcohol of starch-containing raw material
RU2265663C1 (en) Method for producing ethyl alcohol
RU2443781C1 (en) Method for production of ethyl alcohol from grain raw material
CN112831390B (en) Method for producing saccharified sweet liquid and acid liquid
CN114958540B (en) Brewing method and system of rice vinegar
RU2412242C2 (en) Method of obtaining nutritional medium for carrying out microbial lysine synthesis
RU2202606C2 (en) Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion
RU2443780C1 (en) Method for production of ethyl alcohol from grain raw material
CN115232840B (en) Continuous fermentation method of ethanol

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150306

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170317

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170609