способ производства этилового спирта из топинамбура

Формула изобретения

Способ производства этилового спирта из топинамбура, предусматривающий измельчение клубней, кислотный гидролиз измельченной массы минеральной кислотой и сбраживание дрожжами, отличающийся тем, что после кислотного гидролиза массу подогревают до 75 85°С и при этой температуре осуществляют гомогенизацию массы и ее выдержку в течение 3 4 ч, затем от потока выдержанного гомогенизированного сусла отбирают 10 12% вводят необходимые для дрожжей минеральные питательные соли в виде карбамида и диаммонийфосфата и направляют на приготовление дрожжей, а остальной поток сусла охлаждают до 22 - 24°С и передают на брожение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к способу производства этилового спирта из топинамбура.

Известен способ производства этилового спирта из топинамбура, предусматривающий измельчение клубней, подогрев измельченной массы, выдержку, охлаждение до температуры брожения, введение дрожжей и сбраживание (1). Недостатком этого способа является длительность процесса сбраживания и невысокий выход спирта, так как содержащаяся в сырье инулиназа недостаточно активна и не обеспечивает полную и глубокую деполимеризацию полифруктозидов топинамбура.

Известен способ производства этилового спирта из топинамбура, включающий измельчение клубней топинамбура, кислотный гидролиз измельченной массы минеральной кислотой и сбраживание дрожжами (2). К недостаткам известного способа относится то, что при производстве спирта по описываемой технологии не обеспечивается возможность увеличения выхода спирта и ускорение процесса брожения.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение выхода спирта за счет дезагрегирования инулина и создания условий для активации гидролитического ферментного препарата инулиназы, содержащейся в топинамбуре, и интенсификация процесса брожения. Для этого в способе производства спирта из топинамбура, предусматривающем измельчение клубней, кислотный гидролиз измельченной массы минеральной кислотой и сбраживание дрожжами, согласно изобретению, после кислотного гидролиза гидролизованную массу подогревают до температуры 75-85^oС и осуществляют ее гомогенизацию и выдержку при этой температуре в течение 3-4 ч, затем массу охлаждают до температуры брожения и направляют на сбраживание, предварительно отобрав 10-12% сусла, в которое вводят необходимые минеральные соли и передают на приготовление дрожжей.

Способ осуществляют следующим образом. Топинамбур моют, измельчают, измельченное сырье смешивают с разбавленной серной кислотой, осуществляя кислотный гидролиз при 45-50^oС. Измельченную прогидролизованную массу нагревают до температуры 75-85^oС и осуществляют гомогенизацию в течение 3-4 часов при этой же температуре, затем направляют на выдержку в течение 3-4 часов, поддерживая в процессе выдержки температуру 75-85^oС. После выдержки отбирают 10-12% сусла для приготовления дрожжей, вводя в сусло необходимое количество минерального питания карбамида и диаммонийфосфата, а остальной поток направляют в теплообменник, где массу охлаждают до 22-24^oС, и направляют на брожение.

П р и м е р 1. Для приготовления 1000 дал в сутки этилового спирта 102460 кг топинамбура с содержанием сбраживаемых углеводов 16% и влаги 74% измельчают на дробилке до частиц размером не более 3 мм, затем смешивают с разбавленной серной кислотой концентрацией 0,5% в соотношении 1:0,75. Температура кислотного раствора 45^oС. Осуществляют кислотный гидролиз в течение 2 часов, а затем гидролизат передают на гомогенизацию, которую осуществляют в течение 3 часов при 75^oС. Гомогенизированную массу направляют на выдержку при этой же температуре в течение З часов. Затем отбирают 10% сусла, устанавливают рН 3,5, задают в качестве питания для дрожжей 0,25 кг/м³ сусла карбамид и 0,1 кг/м³ диаммонифосфата, выдерживают 30 мин при температуре пастеризации, равной 85^oС, охлаждают до 30^oС, вводят засевные дрожжи и выращивают производственные дрожжи. Оставшийся поток сусла охлаждают до 22^oС и направляют на брожение, вводя в него полученные дрожжи. Процесс брожения осуществляют при 29^oС, выход спирта 61,0 дал из 1 т условного инулина топинамбура, продолжительность процесса брожения 48 часов.

П р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но с тем отличием, что подогрев массы проводят до 85^oС, отбор дрожжей в количестве 12% выдержку в течение 4 часов, а охлаждение перед брожением до 24^oС. Содержание сбраживаемых углеводов 16% Выход спирта 60 дал из 1 т условного инулина; продолжительность процесса брожения 48 часов,

П р и м е р 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но с тем отличием, что подогрев проводят до 80^oС, выдержку осуществляют в течение 3,5 часов, отбор дрожжей в количестве 11% а охлаждение до 23^oС. Выход спирта 61,0 дал из 1 т условного инулина.

Следует отметить, что в известном способе выход спирта составляет лишь около 40-50 дал из 1 т условного инулина при продолжительности сбраживания 60 ч. При гомогенизации происходит дезагрегирование инулина за счет создания условий для активации ферментного препарата инулиназы, этот процесс продолжается и при выдержке.

Таким образом, наряду с кислотным гидролизом дополнительно происходит и ферментативный, инулин начинает гидролизоваться с образованием фруктозы и более простых, чем инулин, фруктозидов, называемых левулинами. Активация ферментной системы топинамбура характеризуется увеличением содержания растворимых сбраживаемых углеводов, в частности фруктозы в исходном сырье и зрелой бражке в 2-4 раза в период гомогенизации. Осуществление предложенным способом гомогенизации сырья, подготовка его и выдержка гидролизованной массы создают условия для активации ферментной системы топинамбура. Таким образом, указанная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата.