способ получения этилового спирта и белкового концентрата

Формула изобретения

Способ получения этилового спирта и белкового концентрата, предусматривающий измельчение зерна, смешивание его с водой, водно-тепловую обработку замеса, осахаривание, брожение, отличающийся тем, что в сусло после осахаривания добавляют протеолитический ферментный препарат БНЗ 720 в количестве 2-4 ед. ПС/г белка, при этом обработку осуществляют при температуре 45-55°С в течение 10-90 мин, после чего полученное сусло центрифугированием разделяют на твердую и жидкую фазы, твердую фазу, полученную после центрифугирования, подвергают промывке водой с гидромодулем 1:5 при температуре 50-55°С, затем сепарируют и выделяют белок, полученные промывные воды в дальнейшем используют на стадии приготовления замеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спиртовой промышленности.

Известен способ производства этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья, включающий в себя две стадии. На первой, из которых из шелухи зерна или схода с сита зерна после помола при рассеве получают крахмало-белковый продукт, сыворотку и белковую пасту. Последнюю промывают водой и сушат. На второй стадии крахмалистую фракцию зерна замешивают с водой и вносят в нее полученные на первой стадии сыворотку и крахмало-белковый продукт. Замес подвергают водно-тепловой обработке, осахаривают. Полученное сусло сбраживают. Из бражки выделяют барду и этиловый спирт. В качестве сырья используют двух- или трехкомпонентную смесь из пшеницы, ржи, ячменя. Промывание белковой пасты осуществляют раствором соляной кислоты с рН 3,0-4,5. На стадии осахаривания в замес добавляют промывную воду, массу стерилизуют и охлаждают до 56-58°С. (Патент РФ N2210595, опубл.20.08.2003).

Недостатком данного способа являются длительность и многостадийность процесса, применение нестандартного оборудования, повышенные энергозатраты, потери крахмала с шелухой, использование дорогостоящих химических препаратов.

Задачей данного изобретения является получение дополнительных видов продукции, таких как белковый концентрат, повышение выхода спирта, сокращение продолжительности брожения, снижение потерь сбраживаемых углеводов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения этилового спирта и белкового концентрата, предусматривающем измельчение зерна, смешивание его с водой, водно-тепловую обработку замеса, осахаривание, брожение, новым является то, что в сусло после осахаривания добавляют протеолитический ферментный препарат БНЗ 720 в количестве 2-4 ед. ПС/г белка, при этом обработку осуществляют при температуре 45-55°С в течение 10-90 мин, после чего полученное сусло центрифугированием разделяют на твердую и жидкую фазы, твердую фазу, полученную после центрифугирования, подвергают промывке водой с гидромодулем 1:5 при температуре 50-55°С, затем сепарируют и выделяют белок, полученные промывные воды в дальнейшем используют на стадии приготовления замеса.

Технический результат выражается не только в достижении поставленной задачи, но и в повышении глубины переработки зернового сырья с получением дополнительных видов продукции, повышении выхода спирта, улучшении его качественных показателей и, как следствие, уменьшении себестоимости спирта.

На чертеже приведена технологическая схема получения этилового спирта и белкового концентрата согласно заявляемому способу.

На узел измельчения сырья 1 по трубопроводу 2 подают зерно. Помол по трубопроводу 3 поступает на узел приготовления замеса 4, туда же по трубопроводам 5 и 6 подают воду и амилолитический ферментный препарат для разжижения. Замес по линии 7 направляют на узел разваривания 8, куда также по трубопроводу 9 подводят пар. Затем по линии 10 разваренная масса направляется на узел осахаривания 11, туда по линии 12 подводят осахаривающий ферментный препарат. Осахаренное сусло по линии 13 направляют на узел гидролиза 14, на который по трубопроводу 15 подводят протеолитический ферментный препарат. Полученное сусло по линии 16 направляют на узел разделения 17. Откуда твердая фаза по трубопроводу 18 поступает на узел промывки 19, полученную жидкость по трубопроводу 20 подают на узел сепарации 21. После сепарации по трубопроводу 22 выделяют белок, а по трубопроводам 23 промывные воды отводят на узел приготовления замеса 4. Жидкая фаза по трубопроводу 24 поступает на узел брожения 25, затем бражку по линии 26 направляют на узел перегонки 27.

Пример 1. 100 г помола смешивали с водой при температуре 50-55°С в соотношении 1:2.5-1:3, перемешивали и вносили ферментный препарат, содержащий -амилазу, для разжижения замеса в количестве 0,35-0,4 ед /см³ крахмала. Разваривание проб проводили в течение 26 мин при температуре 90°С. Затем массу охлаждали до 56-58°С с последующим осахариванием ферментными препаратами, содержащими -амилазу и глюкоамилазу из расчета 2,5-3,3 ед/см³ крахмала. Осахаривание проводили 30-35 мин при температуре 56-58°С. Затем осахаренное сусло подвергали гидролизу, добавляя к нему протеолитический препарат БНЗ 720 в количестве 2 ед ПС/г белка зерна. Сусло выдерживали при температуре 45°С в течение 10 мин, затем разделяли на твердую и жидкую фазы на центрифуге ЛЗ-301. Режим центрифугирования: время 10 мин, фактор разделения 4500. Далее твердую фазу подвергали промывке с целью более полного извлечения углеводов, для чего ее смешивали с водой в соотношении 1:5. После промывки твердую фазу подвергали сепарации, в результате чего выделяли густую фракцию - белок, а также жидкую фракцию - промывные воды, которые в дальнейшем возвращали на стадию приготовления замеса. Жидкую фазу, полученную после центрифугирования, направляли на брожение. Полученную бражку перегоняли. Остальные примеры выполнялись по примеру 1, варьировали количество задаваемого фермента, температуру и время выдержки его в осахаренном сусле. Результаты сведены в таблицу.

Из полученных результатов видно, что при внесении БНЗ 720 менее 3,5 ед ПС/г белка зерна, температуре менее 50°С и времени выдержки более 30 мин объемная доля этанола невысока, в то время как при внесении фермента более 3,5 ед ПС/г белка зерна, температуре более 55°С и времени выдержки сусла более 30 мин на происходит значительного увеличения объемной доли этанола, что приводит к перерасходу фермента. Наибольшая объемная доля этанола 11,3583 об.% наблюдается в 38 примере, что говорит о том, что выдержку протеолитического ферментного препарата БНЗ 720 необходимо проводить при температуре 50°С, в течение 30 мин, и его дозировка должна составлять 3,5 ед ПС/г белка зерна.

Таблица
N	Температура, °С	Количество задаваемого фермента, ед/г	Время выдержки протеолитического ферментного препарата в осахаренном сусле, мин.	Объемная доля этанола, %
1	2	3	4	5
1	45	10	10	8,6340
2	45	10	30	8,7952
3	45	10	50	8,7017
4	45	10	60	8,6334
5	45	10	90	8,4910
6	50	10	10	8,6861
7	50	10	30	9,0582
8	50	10	50	9,0011
9	50	10	60	8,4003
10	50	10	90	8,1029
11	55	10	10	8,7584
12	55	10	30	8,8763
13	55	10	50	8,7943
14	55	10	60	8,6448
15	55	30	90	8,5022
16	45	30	10	9,1631
17	45	30	30	9,7556
18	45	30	50	9,2401
19	45	30	60	9,2332
20	45	30	90	9,2193
21	50	30	10	9,3470
22	50	30	30	10,0185
23	50	30	50	10,0003
24	50	30	60	9,2026
25	50	30	90	9,1004
26	55	30	10	9,5455
27	55	30	30	9,6384
28	55	30	50	9,5321
29	55	30	60	9,4003
30	55	30	90	9,2270
31	45	50	10	9,5026
32	45	50	30	9,7744
33	45	50	50	9,2262
34	45	50	60	9,1034
35	45	50	90	9,0150
36	50	50	10	10,0800
37	50	50	30	11,3583
38	50	50	50	10,2648
39	50	50	60	10,0150
40	50	50	90	9,7872
41	55	50	10	10,2815
42	55	50	30	11,0321
43	55	50	50	10,31806
44	55	50	60	9,94624
45	55	50	90	9,6544
46	45	80	10	9,0064
47	45	80	30	9,1597
48	45	80	50	8,8730
49	45	80	60	8,6652
50	45	80	90	8,2340
51	50	80	10	9,2470
52	50	80	30	9,3200
53	50	80	50	8,9743
54	50	80	60	8,7585
55	50	80	90	8,5340
56	55	80	10	9,0340
57	55	80	30	9,1347
58	55	80	50	8,9942
59	55	80	60	8,8435
60	55	80	90	8,5340