RU2654590C2 - Process for producing alcohol by fermentation of sugars - Google Patents
Process for producing alcohol by fermentation of sugars Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654590C2 RU2654590C2 RU2014153698A RU2014153698A RU2654590C2 RU 2654590 C2 RU2654590 C2 RU 2654590C2 RU 2014153698 A RU2014153698 A RU 2014153698A RU 2014153698 A RU2014153698 A RU 2014153698A RU 2654590 C2 RU2654590 C2 RU 2654590C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fermentation
- broth
- sugars
- electrodes
- alcohol
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N13/00—Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/12—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к физико-химическому способу усовершенствования получения спирта путем брожения сахаров, который включает создание поляризации в ферментативном бульоне при помощи электрического поля.The invention relates to a physicochemical method for improving the production of alcohol by fermentation of sugars, which includes the creation of polarization in the enzymatic broth using an electric field.
Уровень техникиState of the art
Спирты представляют собой класс химических соединений, характеризующихся тем, что они содержат по меньшей мере одну гидроксильную группу (OH), и они широко используются в промышленности. Наиболее известным соединением данного класса является этанол или этиловый спирт. Он содержится в алкогольных напитках, чистящих средствах и фармацевтической продукции, и он широко используется в качестве химического растворителя; он также находит применение в качестве топлива для автотранспортных средств, что в настоящее время представляет собой его наиболее ценное и широко распространенное применение.Alcohols are a class of chemical compounds characterized in that they contain at least one hydroxyl group (OH) and are widely used in industry. The best known compound of this class is ethanol or ethyl alcohol. It is found in alcoholic beverages, cleaning products and pharmaceuticals, and it is widely used as a chemical solvent; it also finds use as a fuel for vehicles, which is currently its most valuable and widespread use.
Способ получения этанола, как правило, основан на применении в качестве сырья сахарного тростника, но также он может быть реализован с применением различных зерен и источников сахара, таких как кукуруза, маниока, другие корнеплоды, сорго, пшеница, ячмень и мелассы, сироп, тростниково-сахарная багасса, картофель, молочная сыворотка и т.п.The method for producing ethanol, as a rule, is based on the use of sugar cane as a raw material, but it can also be implemented using various grains and sources of sugar, such as corn, cassava, other root crops, sorghum, wheat, barley and molasses, syrup, cane sugar bagasse, potatoes, whey, etc.
Производство этанола обычно делят на 4 стадии: измельчение, ожижение, брожение и перегонка. Измельчение включает обработку сахаросодержащего сырья при помощи специального оборудования. На данной стадии получают бульон с высоким содержанием воды и сахаров.Ethanol production is usually divided into 4 stages: grinding, liquefaction, fermentation and distillation. Grinding involves the processing of sugar-containing raw materials using special equipment. At this stage, a broth with a high content of water and sugars is obtained.
Стадия брожения включает добавление некоторых видов дрожжей, которые вызывают превращение сахаров, содержащихся в растворе, в этанол. Данное превращение обусловлено действием ферментов. В результате проведения данной стадии получают сброженное сусло, часть общего объема которого уже претерпела превращение в этанол.The fermentation step involves the addition of certain types of yeast, which cause the conversion of the sugars contained in the solution into ethanol. This transformation is due to the action of enzymes. As a result of this stage, fermented wort is obtained, part of the total volume of which has already undergone conversion to ethanol.
Затем сброженное сусло подвергают последней стадии, фракционной перегонке, и получают раствор, содержащий этанол и воду.Then, the fermented wort is subjected to the last stage, fractional distillation, and a solution containing ethanol and water is obtained.
Стадией, имеющей наибольшее влияние на результат получения этанола и, следовательно, являющейся наиболее изученной, является брожение, также известное как спиртовое брожение, которое представляет собой химический процесс превращения сахаров, в основном сахарозы, глюкозы и фруктозы, в этанол. На данной стадии применяют микроорганизмы, обеспечивающие превращение сахаров в этанол.The stage that has the greatest influence on the result of ethanol production and, therefore, is the most studied, is fermentation, also known as alcohol fermentation, which is the chemical process of converting sugars, mainly sucrose, glucose and fructose, to ethanol. At this stage, microorganisms are used to ensure the conversion of sugars to ethanol.
Поскольку данный способ хорошо известен в существующем уровне техники, можно найти различные документы, описывающие способы проведения стадий, описанных выше. В целом способы нацелены на поиск идеальных видов микроорганизмов или их комбинаций для получения этанола, притом что применяемые способы характеризуются значительными потерями сырья (сахаров), что приводит к снижению эффективности способов.Since this method is well known in the art, various documents can be found describing methods for carrying out the steps described above. In general, the methods are aimed at finding the ideal types of microorganisms or their combinations to produce ethanol, while the methods used are characterized by significant losses of raw materials (sugars), which leads to a decrease in the effectiveness of the methods.
Различные документы, касающиеся различных способов получения этанола, можно найти в патентной литературе. В патенте США №4451566 Дональд Б. Спенсер (Donald В. Spencer) описывает способы и оборудование для получения этанола из сбраживаемых сахаров с применением ферментов. Ферменты в последовательности, необходимой для превращения сахаров в этанол, располагают в определенных зонах. Раствор сбраживаемого сахара последовательно пропускают через указанные зоны и в последней зоне выделяют спирт. Кроме обеспечения большей эффективности реакции по сравнению с обычными способами, в данном документе предложено решение, являющееся трудоемким, сложным и трудноподдерживаемым.Various documents relating to various methods for producing ethanol can be found in the patent literature. In US patent No. 4451566 Donald B. Spencer (Donald B. Spencer) describes methods and equipment for producing ethanol from fermentable sugars using enzymes. Enzymes in the sequence necessary for the conversion of sugars to ethanol are located in certain zones. A solution of fermentable sugar is sequentially passed through these zones and alcohol is isolated in the last zone. In addition to providing greater reaction efficiency compared to conventional methods, this document proposes a solution that is time-consuming, complex and difficult to maintain.
В международной патентной заявке № WO 2007/064545 Брайан Бирмастер (Brian Burmaster) описывает способ повышения выхода этанола, сокращения времени брожения и снижения образования побочных продуктов путем наблюдения и контролирования окислительно-восстановительного потенциала в ферментаторе. Тем не менее, данный способ требует специфичного контролирующего оборудования и является трудноподдерживаемым, что делает способ дорогостоящим, хоть и более эффективным.In international patent application No. WO 2007/064545, Brian Burmaster describes a method for increasing ethanol yield, reducing fermentation time and reducing the formation of by-products by observing and controlling the redox potential in the fermenter. However, this method requires specific monitoring equipment and is difficult to maintain, which makes the method expensive, albeit more efficient.
В международной патентной заявке № WO 2008/024331 Владимир Влад (Vladimir Vlad) описывает способ брожения в магнитном поле, который включает воздействие на биологический материал постоянного магнитного поля для проведения брожения биологического материала с получением ферментированного продукта. Реакцию брожения можно проводить в щелочной или кислой среде, и магнитное поле может быть положительным или отрицательным. В данном документе предложено применение магнитного поля для обеспечения более благоприятных условий для размножения клеток микроорганизмов. Кроме увеличения количества микроорганизмов в процессе спиртового брожения и, следовательно, увеличения выхода реакции, способ согласно данному документу требует постоянного мониторинга и полного контроля над реакцией, что делает способ дорогостоящим.In international patent application No. WO 2008/024331, Vladimir Vlad describes a method of fermentation in a magnetic field, which includes exposing a biological material to a constant magnetic field to ferment a biological material to produce a fermented product. The fermentation reaction can be carried out in an alkaline or acidic environment, and the magnetic field can be positive or negative. This paper proposes the use of a magnetic field to provide more favorable conditions for the propagation of cells of microorganisms. In addition to increasing the number of microorganisms in the process of alcoholic fermentation and, consequently, increasing the yield of the reaction, the method according to this document requires constant monitoring and full control over the reaction, which makes the method expensive.
Учитывая ограничения существующего уровня техники, авторы настоящего изобретения разработали способ получения спирта путем брожения сахаров, обладающего преимуществами, такими как увеличение эффективности способа, с применением постоянной электрической поляризации при брожении.Given the limitations of the prior art, the inventors of the present invention have developed a method for producing alcohol by sugar fermentation, which has advantages such as increasing the efficiency of the method using constant electric polarization during fermentation.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Способы получения спирта путем брожения сахаров уже известны специалистам в данной области. Тем не менее, все способы, применяемые для получения спирта путем спиртового брожения, либо имеют существенные недостатки с точки зрения выхода реакции брожения, приводя к потерям сырья (сахаров), либо требуют оборудования или процедур с высокой стоимостью реализации или обслуживания. Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного, недорогого физико-химического способа получения спирта путем брожения сахаров, характеризующегося высоким уровнем использования сырья (сахаров) и их побочных продуктов и, следовательно, увеличением выхода реакции брожения.Methods for producing alcohol by sugar fermentation are already known to those skilled in the art. However, all methods used to obtain alcohol by alcoholic fermentation either have significant drawbacks in terms of the output of the fermentation reaction, leading to the loss of raw materials (sugars), or require equipment or procedures with a high cost of implementation or maintenance. Thus, the object of the present invention is to provide an improved, inexpensive physico-chemical method for producing alcohol by fermentation of sugars, characterized by a high level of use of raw materials (sugars) and their by-products and, consequently, an increase in the yield of the fermentation reaction.
Способы брожения уже хорошо изучены и включают применение дорогостоящих материалов. Таким образом, одной из задач настоящего изобретения является обеспечение способа, который может быть легко реализован на существующих предприятиях с большей эффективностью процесса брожения сахара.Fermentation methods have already been well studied and include the use of expensive materials. Thus, one of the objectives of the present invention is to provide a method that can be easily implemented in existing plants with greater efficiency of the sugar fermentation process.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
В настоящем изобретении предложен физико-химический способ увеличения и улучшения выхода спирта при помощи изменений и улучшений стадии брожения растворов, содержащих сахар. Такие улучшения включают приложение электрического поля постоянного тока, вызывающего динамическую поляризацию сахаров, а также электролиз сусла, фактически протекающий за счет воды, содержащейся в сусле, являющейся почти полностью подкисленной.The present invention provides a physicochemical method for increasing and improving the yield of alcohol by changing and improving the fermentation stage of solutions containing sugar. Such improvements include the application of a direct current electric field, causing dynamic polarization of sugars, as well as electrolysis of the wort, which actually proceeds from the water contained in the wort, which is almost completely acidified.
Приложение электрического поля к обрабатываемому бульону (раствору, содержащему сахар) приводит к поляризации молекул сахаров, содержащихся в обрабатываемом бульоне. Образование таких электрических поляризаций увеличивает селективность молекул сахара, что приводит к увеличению выхода процесса.The application of an electric field to the processed broth (a solution containing sugar) leads to the polarization of the sugar molecules contained in the processed broth. The formation of such electric polarizations increases the selectivity of sugar molecules, which leads to an increase in the yield of the process.
Для обеспечения требуемой эффективности такой селективности процесс брожения следует начинать только после приложения электрического поля к обрабатываемому бульону. Брожение можно начинать после электрического ориентирования всех молекул.To ensure the required effectiveness of such selectivity, the fermentation process should begin only after applying an electric field to the treated broth. Fermentation can begin after the electrical orientation of all the molecules.
Электроды, описанные в настоящем изобретении, представляют собой устройства, выполненные из проводящего металла.The electrodes described in the present invention are devices made of a conductive metal.
Способ, описанный в настоящем изобретении, включает следующие стадии:The method described in the present invention includes the following steps:
1. Приготовление емкости для обрабатываемого бульона, содержащей по меньшей мере 2 электрода;1. Preparation of containers for the processed broth containing at least 2 electrodes;
2. Подключение электродов к источнику постоянного тока;2. Connection of electrodes to a direct current source;
3. Приготовление бульона к брожению;3. Preparation of the broth for fermentation;
4. Заполнение емкости периодическим или непрерывным способом;4. Filling the tank in a batch or continuous manner;
5. Подключение электродов для ориентирования молекул сахара;5. Connecting electrodes to orient sugar molecules;
В одном из аспектов настоящего изобретения оборудование снабжено устройствами для управления и поддерживания параметров брожения, таких как напряжение и сила тока.In one aspect of the present invention, the equipment is provided with devices for controlling and maintaining fermentation parameters, such as voltage and current.
Для оценки эффективности приложения электрического тока к ферментативному бульону проводили несколько испытаний. Один из примеров процесса, не ограничивающий объем правовой охраны настоящего изобретения, приведен ниже.To evaluate the effectiveness of applying electric current to the fermentation broth, several tests were performed. One example of a process that does not limit the scope of legal protection of the present invention is given below.
Пример способа получения этанола путем брожения сахаровAn example of a method for producing ethanol by fermentation of sugars
Способ, описанный ниже, включает не только приложение электрического поля к полученному бульону, но и все стадии получения этанола из сахарного тростника.The method described below includes not only the application of an electric field to the resulting broth, but also all stages of ethanol production from sugar cane.
Рассматривается современное предприятие, имеющее 12 (двенадцать) цистерн по 300000 литров, где указанный объем содержит массу из сахарного тростника, воду для замачивания и все химические реагенты, суммарное содержание которых составляет до 6×10-4 кг/л, или 180 кг на цистерну объемом 300000 литров.We consider a modern enterprise with 12 (twelve) tanks of 300,000 liters each, where the indicated volume contains sugarcane mass, soaking water and all chemical reagents, the total content of which is up to 6 × 10 -4 kg / l, or 180 kg per tank 300,000 liters.
После брожения и перегонки данное предприятие получает от 9 до 10% этанола на 300000 литров в каждой из цистерн, т.е. от 27000 до 30000 литров этанола на каждую загрузку цистерны.After fermentation and distillation, this enterprise receives from 9 to 10% ethanol per 300,000 liters in each tank, i.e. from 27,000 to 30,000 liters of ethanol per tank load.
К среде в каждой из цистерн прикладывали электрическое поле постоянного тока, что приводило к динамической поляризации сахарозы, а также к электролизу сусла, фактически протекающему за счет воды, являющейся почти полностью подкисленной. При протекании такого брожения в сочетании с электролизом образовывались два вида газов:An electric field of direct current was applied to the medium in each of the tanks, which led to the dynamic polarization of sucrose, as well as to the electrolysis of the wort, which actually flows due to water, which is almost completely acidified. During the course of such fermentation in combination with electrolysis, two types of gases were formed:
- газ, образующийся при брожении, представляющий собой пузырьки углекислого газа;- gas generated during fermentation, which is carbon dioxide bubbles;
- газы, образующиеся при электролизе, в кислой среде они в основном находятся в виде ионов, а также присутствует небольшое количество других газов, образованных химическими элементами, содержащимися в сусле в очень низких концентрациях.- gases formed during electrolysis, in an acidic environment, they are mainly in the form of ions, and there is also a small amount of other gases formed by chemical elements contained in the wort at very low concentrations.
Это означает, что происходит увеличение объема газов в цистернах для брожения. Динамическая поляризация сахаров, а также увеличение объема газов и их реакционной способности приводит к образованию этанола и других соединений в увеличенных количествах по сравнению с традиционным спиртовым брожением.This means that there is an increase in the volume of gases in the tanks for fermentation. The dynamic polarization of sugars, as well as an increase in the volume of gases and their reactivity, leads to the formation of ethanol and other compounds in increased amounts compared to traditional alcoholic fermentation.
Для иллюстрации настоящего изобретения термин TRS используется для обозначения «общего содержания восстанавливающих сахаров». Также применяют термин BRIX для обозначения содержания сахаров по шкале Брикса, ареометрической шкалы для измерения концентрации сахаров в конкретном растворе при конкретной температуре. Эти термины уже используются в существующем уровне техники и понятны специалистам в данной области.To illustrate the present invention, the term TRS is used to mean “total reducing sugars”. The term BRIX is also used to refer to the sugar content on the Brix scale, the areometric scale for measuring the concentration of sugars in a particular solution at a particular temperature. These terms are already used in the state of the art and are understood by those skilled in the art.
pH в цистернах в начале брожения составлял примерно 4,5. BRIX сусла при брожении изменялся от 18 до 22 с содержанием спирта примерно 8%. Когда началось брожение, общее содержание восстанавливающих сахаров, TRS, вместе со значением BRIX снижалось, их концентрации падали, и рН сусла, который становился более кислотным, снижался до 3,5 при увеличении температуры. Температура сусла не должна расти, поскольку это приводит к росту микроорганизмов, потребляющих часть TRS, участвующих в процессе.The pH in the tanks at the beginning of fermentation was approximately 4.5. BRIX wort during fermentation ranged from 18 to 22 with an alcohol content of approximately 8%. When fermentation began, the total content of reducing sugars, TRS, together with the BRIX value decreased, their concentrations decreased, and the pH of the wort, which became more acidic, decreased to 3.5 with increasing temperature. The temperature of the wort should not increase, as this leads to the growth of microorganisms consuming part of the TRS involved in the process.
Аноды и катодыAnodes and cathodes
Аноды и катоды являются геометрически идентичными. Они представляют собой трубки, согнутые в спираль, с листами между витками, размеры которых приблизительно равны диаметру трубок и которые должны быть выполнены из меди 99,9% чистоты. Они изготовлены в размерах, соответствующих имеющимся цистернам, достигают 10 (десяти) метров в диаметре и вмещают 1000 м3 сусла.Anodes and cathodes are geometrically identical. They are tubes bent into a spiral, with sheets between the turns, the dimensions of which are approximately equal to the diameter of the tubes and which should be made of copper of 99.9% purity. They are made in sizes corresponding to the available tanks, reach 10 (ten) meters in diameter and hold 1000 m 3 of wort.
Функции АНОДОВ и КАТОДОВ в форме трубок включают:The tube-shaped ANODES and CATHODS functions include:
- проведение постоянного катодного и анодного тока;- conducting a constant cathode and anode current;
- обеспечение охлаждения сусла при помощи потока деминерализованной и деионизированной воды в замкнутом контуре, поддерживание температуры сусла не выше 35°C за счет воды в трубках катода и анода.- providing wort cooling by means of a flow of demineralized and deionized water in a closed loop, maintaining the temperature of the wort not higher than 35 ° C due to water in the tubes of the cathode and anode.
Форма спиралей зависит от формы цистерны, где должна находится как минимум одна пара анод-катод. Указанные спирали покрыты изоляционным материалом, который препятствует электрическому контакту между спиралями и стенками цистерн. Полярность тока, циркулирующего в указанных спиралях, может быть изменена для предотвращения осаждения анодных отложений на анодах. Расстояние между анодом и катодом зависит от силы тока и напряжения и автоматически изменяется в соответствии с изменениями pH.The shape of the spirals depends on the shape of the tank where at least one pair of anode-cathode should be located. These spirals are coated with an insulating material that prevents electrical contact between the spirals and the walls of the tanks. The polarity of the current circulating in these spirals can be changed to prevent deposition of anode deposits on the anodes. The distance between the anode and cathode depends on the current strength and voltage and automatically changes in accordance with changes in pH.
Поскольку pH сусла становится кислотным, проводят автоматическое введение суспензии извести или других щелочей.As the pH of the wort becomes acidic, an automatic suspension of lime or other alkalis is carried out.
Технологические газыProcess Gases
Газ, образующийся при брожении, представляет собой CO2 (или углекислый газ), образование которого снижается при протекании процесса брожения. Практически полное прекращение образования CO2 означает, что почти весь сахар подвергся превращению и сусло готово к перегонке. Реакционноспособные газы находятся в основном в виде ионов, способны участвовать в процессе образования этанола и других продуктов. Они принимают различные формы и поддерживают рН примерно 4,5 и температуру ниже 35°C их концентрация оставаясь практически неизменными на всем протяжении процесса брожения, даже после прекращения образования CO2 в конце брожения. Таким образом, часть спирта непрерывно отводят в виде пара. Указанные пары спирта предпочтительно конденсируют и выделяют без пропускания через стадию перегонки конечного сусла. Это также позволяет улавливать почти весь CO2, в настоящее время выводимый в атмосферу. Таким образом, выброс CO2 в атмосферу, составляющий примерно 1 кубический метр на каждый кубический метр этанола, значительно снижается.The gas generated during fermentation is CO 2 (or carbon dioxide), the formation of which decreases during the course of the fermentation process. The almost complete cessation of CO 2 formation means that almost all of the sugar has undergone conversion and the wort is ready for distillation. Reactive gases are mainly in the form of ions, capable of participating in the formation of ethanol and other products. They take various forms and maintain a pH of about 4.5 and a temperature below 35 ° C, their concentration remaining almost unchanged throughout the fermentation process, even after the cessation of CO 2 formation at the end of fermentation. Thus, part of the alcohol is continuously withdrawn in the form of steam. Said alcohol vapors are preferably condensed and isolated without passing through the distillation step of the final wort. It also allows you to capture almost all of the CO 2 currently released into the atmosphere. Thus, the emission of CO 2 into the atmosphere, which is approximately 1 cubic meter for every cubic meter of ethanol, is significantly reduced.
Динамическая поляризация сахарозыDynamic polarization of sucrose
Поскольку молекулы сахарозы подвергаются динамической поляризации, они находятся в ориентированном положении, что облегчает их превращение.Since sucrose molecules undergo dynamic polarization, they are in an oriented position, which facilitates their conversion.
Автоматизация процессаProcess automation
При автоматизации процесса pH необходимо поддерживать на наиболее подходящем уровне на каждой из стадий брожения. Такой контроль осуществляется при помощи насосов, дозирующих раствор извести или его эквивалент, поскольку при протекании процесса происходит подкисление оставшегося сбраживаемого сусла. Из-за изменений pH в процессе брожения происходят изменений плотности электрического тока, которые измеряют и контролируют при помощи соответствующей системы в основном в периодическом процессе.When automating the process, the pH must be maintained at the most appropriate level at each stage of fermentation. Such control is carried out using pumps that dispense a solution of lime or its equivalent, since during the process, the remaining fermented wort is acidified. Due to pH changes during fermentation, changes in the density of electric current occur, which are measured and controlled by an appropriate system mainly in a batch process.
Специалистам в данной области понятно, что способ, описанный в настоящем изобретении, не ограничивается конкретными признаками процесса получения этанола и указанный способ можно распространять на все процессы брожения, известные в существующем уровне техники, что обеспечит эффективность, быстроту получения и увеличение выхода спирта.Specialists in this field it is clear that the method described in the present invention is not limited to the specific features of the process for producing ethanol and this method can be extended to all fermentation processes known in the prior art, which will ensure efficiency, speed of production and increase the yield of alcohol.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRBR1120120185756 | 2012-07-26 | ||
| BR112012018575 | 2012-07-26 | ||
| PCT/BR2013/000267 WO2014015405A1 (en) | 2012-07-26 | 2013-07-24 | Process for producing alcohol by fermentation of sugars |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014153698A RU2014153698A (en) | 2016-09-20 |
| RU2654590C2 true RU2654590C2 (en) | 2018-05-21 |
Family
ID=55303383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014153698A RU2654590C2 (en) | 2012-07-26 | 2013-07-24 | Process for producing alcohol by fermentation of sugars |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BR112015001644B1 (en) |
| RU (1) | RU2654590C2 (en) |
| ZA (1) | ZA201409270B (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR102015032175B1 (en) | 2015-12-22 | 2023-01-31 | Innoferm Tecnologia Ltda | ELECTROLYTIC HYDROGEN GENERATING CELL IN ALCOHOLIC FERMENTATION MEDIUM |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0041373A1 (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-09 | Ppg Industries, Inc. | Electrostimulation of microbial reactions |
| RU2055894C1 (en) * | 1992-06-16 | 1996-03-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью (акционерное общество закрытого типа) "ДЕКО" | Method of production of food ethyl alcohol |
| US8062872B2 (en) * | 2006-11-01 | 2011-11-22 | Inland Environmental Resources, Inc. | Methods and compositions for optimizing fermentation |
-
2013
- 2013-07-24 RU RU2014153698A patent/RU2654590C2/en active
- 2013-07-24 BR BR112015001644A patent/BR112015001644B1/en active IP Right Grant
-
2014
- 2014-12-17 ZA ZA2014/09270A patent/ZA201409270B/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0041373A1 (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-09 | Ppg Industries, Inc. | Electrostimulation of microbial reactions |
| RU2055894C1 (en) * | 1992-06-16 | 1996-03-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью (акционерное общество закрытого типа) "ДЕКО" | Method of production of food ethyl alcohol |
| US8062872B2 (en) * | 2006-11-01 | 2011-11-22 | Inland Environmental Resources, Inc. | Methods and compositions for optimizing fermentation |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| GUILLOU S. ET AL. Inactivation of Saccharomyces cerevisiae in solution by low-amperage electric treatment // Journal of Applied Microbiology, 2002, 92, pp. 860-865.. * |
| NAKANISHI K. ET AL. Effect of Electric Current on Growth and Alcohol Production by Yeast Cells // JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENOINEERING, 1998, vol. 85, no. 2, pp. 250-253. * |
| NAKANISHI K. ET AL. Effect of Electric Current on Growth and Alcohol Production by Yeast Cells // JOURNAL OF FERMENTATION AND BIOENOINEERING, 1998, vol. 85, no. 2, pp. 250-253. SAHA B.C. ET AL. Dilute acid pretreatment, enzymatic saccharification and fermentation of wheat straw to ethanol // Process Biochemistry, 2005, 40, pp. 3693-3700. * |
| SAHA B.C. ET AL. Dilute acid pretreatment, enzymatic saccharification and fermentation of wheat straw to ethanol // Process Biochemistry, 2005, 40, pp. 3693-3700. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112015001644A2 (en) | 2016-02-16 |
| BR112015001644B1 (en) | 2017-05-16 |
| RU2014153698A (en) | 2016-09-20 |
| ZA201409270B (en) | 2015-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220243163A1 (en) | Methods of pitching for fermentation, and related methods of fermentation and systems | |
| Sheoran et al. | Continuous ethanol production from sugarcane molasses using a column reactor of immobilized Saccharomyces cerevisiae HAU‐1 | |
| Asli | A study on some efficient parameters in batch fermentation of ethanol using Saccharomyces cerevesiae SC1 extracted from fermented siahe sardasht pomace | |
| US9540664B2 (en) | Systems and methods for improving ethanol yield | |
| CN104946516A (en) | Device and method for producing butyl alcohol through continuous fermentation of lignocellulose | |
| RU2654590C2 (en) | Process for producing alcohol by fermentation of sugars | |
| US9365869B2 (en) | Process for producing alcohol by fermentation of sugars | |
| CN105189762A (en) | Chemical product manufacturing method and manufacturing device | |
| EP2986758B1 (en) | Method for producing hydrocarbides | |
| AU2015100628A4 (en) | Process for producing alcohol by fermentation of sugars | |
| CN102925495A (en) | Method for producing butanol through continuous fermentation of saccharine material | |
| Siddique et al. | Effective use of enzyme zymase for enhancement of ethanol production couple with parametric effect | |
| CN1643131A (en) | Continuous culture method of anaerobe | |
| Chin et al. | Effect of recycled laboratory backset on fermentation of wheat mashes | |
| CN104946506A (en) | Device and method for producing butanol by taking lignocellulose as raw material through fermentation | |
| CN116355821A (en) | Recombinant strain of zymomonas mobilis for producing ethylene glycol, construction method and application thereof | |
| CN105722988B (en) | Process for microbial fermentation of sugar-containing substrates and use of hydrogen in atomic, ionic or gaseous state in such process | |
| CN101407829A (en) | Method for preparing ethanol from molasses | |
| US20040185543A1 (en) | Process for production of ethanol using stable yeast crystals in modified conventional batch reactor | |
| Hawgood et al. | Enhanced ethanol production in multiple batch fermentations with an auto-flocculating yeast strain | |
| GB2065699A (en) | Ethanol production | |
| GRAHOVAC et al. | Biblid: 1821-4487 (2019) 23; 3; p 132-137 Original Scientific Paper UDK: 582.661 Originalni naučni rad | |
| US20060188968A1 (en) | Process for production of ethanol using stable yeast crystals in modified conventional batch reactor | |
| CN111088295A (en) | Method for producing ethanol by microbial fermentation | |
| US20180148742A1 (en) | Methods and compositions for ethanol production |