Способ получения этилового спирта

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству этилового спирта. Способ предусматривает приготовление замеса из измельченного крахмалсодержащего сырья, воды при температуре 50-55°С в соотношении 1:3 и комплекса ферментов, включающего источник α-амилазы — Ликвамил 1200С в количестве 0,5 ед. АС/г крахмала, источник протеазы — GC-106 в количестве 0,2 ед. ПС/г крахмала и комплексный препарат ксиланазы и β-глюканазы — Брюзайм BGX в количестве 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала. Затем проводят ферментативно-тепловую обработку приготовленного замеса в четыре этапа: при температуре 50-55°С его выдерживают в течение 20 мин, затем нагревают его до температуры 60-65°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, далее нагревают его до температуры 70-75°С и выдерживают 60 мин, затем нагревают до температуры 95-100°С и выдерживают 30 мин, поле чего полученную массу охлаждают до температуры 57-58°С и проводят осахаривание глюкоамилазой в течение 30-35 мин, полученное сусло охлаждают и сбраживают. Изобретение позволяет увеличить выход этилового спирта за счет использования белков и некрахмалистых полисахаридов, снизить вязкость замеса, расход фермента α-амилазы, энергозатраты и интенсифицировать процесс брожения. 2 табл.

Способ получения этилового спирта, характеризующийся тем, что он предусматривает приготовление замеса из измельченного крахмалсодержащего сырья, воды при температуре 50-55°С в соотношении 1:3 и комплекса ферментов, включающего источник α-амилазы — Ликвамил 1200С в количестве 0,5 ед. АС/г крахмала, источник протеазы — GC-106 в количестве 0,2 ед. ПС/г крахмала и комплексный препарат ксиланазы и β-глюканазы — Брюзайм BGX в количестве 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала, его ферментативно-тепловую обработку, которую проводят в четыре этапа: при температуре 50-55°С приготовленный замес выдерживают в течение 20 мин, затем нагревают его до температуры 60-65°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, далее нагревают его до температуры 70-75°С и выдерживают 60 мин, затем нагревают до температуры 95-100°С и выдерживают 30 мин, после чего полученную массу охлаждают до температуры 57-58°С и проводят осахаривание глюкоамилазой в течение 30-35 мин, полученное сусло охлаждают до температуры 22-24°С и сбраживают в течение 55-60 ч, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к спиртовой отрасли, и может быть использовано при производстве этилового спирта.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения этилового спирта из пищевого сырья, согласно которому крахмалсодержащее сырье смешивают с водой температурой 55°С в соотношении 1:3 и вносят Нейтразу в количестве 0,3 ед/г сырья, замес обрабатывают в течение 22-25 минут, замес разваривают, осахаривают и сбраживают. Из бражки отгоняют спирт-сырец, из которого в последующем выделяют спирт-ректификат, головную фракцию, сивушные спирты, барду и лютерную воду. Пат. 2281329 Российская федерация, МПК7 С12Р 7/06. Способ получения этилового спирта / Востриков С.В., Яковлев А.Н., Бушин М.А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. — №2004135939/13, заявл. 08.12.2004; опубл. 10.08.2006. Бюл. №22.Недостатком известного способа является то, что при переработке проблемного сырья, например ржи, за счет резкого увеличения вязкости замесов увеличивается расход α-амилазы, снижается выход спирта и повышаются энергозатраты.Технической задачей изобретения является увеличение выхода этилового спирта за счет использования белков и некрахмалистых полисахаридов зерна, снижение вязкости замеса, расхода фермента α-амилазы, энергозатрат и интенсификация процесса брожения.Для решения технической задачи изобретения предложен способ, характеризующийся тем, что он предусматривает приготовление замеса из измельченного крахмалсодержащего сырья, воды при температуре 50-55°С в соотношении 1:3 и комплекса ферментов: источника α-амилазы — Ликвамила 1200С в количестве 0,5 ед. АС/г крахмала; источника протеазы — GC-106 в количестве 0,2 ед. ПС/г крахмала; комплексного препарата ксиланазы и β-глюканазы — Брюзайма BGX в количестве 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала, его ферментативно-тепловую обработку проводят в четыре этапа: при температуре 50-55°С приготовленный замес выдерживают в течение 20 мин, затем нагревают его до температуры 60-65°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, далее нагревают его до температуры 70-75°С и выдерживают 60 мин, затем нагревают до температуры 95-100°С и выдерживают 30 мин, поле чего полученную массу охлаждают до температуры 57-58°С и проводят осахаривание глюкоамилазой в течение 30-35 мин, полученное сусло охлаждают до температуры 22-24°С и сбраживают в течение 55-60 часов, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией.Технический результат заключается в увеличении выхода этилового спирта за счет использования белков и некрахмалистых полисахаридов, снижении вязкости замеса, расхода фермента α-амилазы, энергозатрат и интенсификации процесса брожения.Добавление в замес протеолитического ферментного препарата GC-106 приводит к образованию свободных аминокислот в результате деструкции белка зерна, которые впоследствии ассимилируются дрожжами, что приводит к снижению потерь сбраживаемых углеводов на накопление биомассы, интенсификации и снижению времени брожения, увеличению выхода спирта. Комплексный ферментный препарат Брюзайм BGX, добавляемый в замес, гидролизует некрахмалистые полисахариды, что приводит к снижению вязкости замеса, дополнительному образованию сбраживаемых углеводов, снижению энергозатрат и увеличению выхода спирта.Способ реализуется следующим образом.Измельченное крахмалсодержащее сырье смешивают с водой температурой 50-55°С в соотношении 1:3 и вносят: ферментный препарат источник α-амилазы — Ликвамил 1200С в количестве 0,5 ед. АС/г крахмала, источник протеазы — GC-106 в количестве 0,2 ед. ПС/г крахмала, комплексный препарат ксиланазы и β-глюканазы — Брюзайм BGX в количестве 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала. Ферментативно-тепловую обработку замеса проводят в четыре этапа: при температуре 50-55°С приготовленный замес выдерживают в течение 20 мин, затем нагревают его до температуры 60-65°С и выдерживают при этой температуре 40 мин, далее нагревают его до температуры 70-75°С и выдерживают 60 мин, затем нагревают до температуры 95-100°С и выдерживают 30 мин, поле чего полученную массу охлаждают до температуры 57-58°С и проводят осахаривание глюкоамилазой в течение 30-35 мин, полученное сусло охлаждают до температуры 22-24°С и сбраживают в течение 55-60 часов, из полученной бражки выделяют этиловый спирт брагоректификацией.Способ поясняется следующим примером.Пример 1. 100 г измельченного зерна ржи смешивали с водой температурой 55°С в соотношении 1:3 и вносили ферментный препарат Ликвамил 1200С в количестве 0,5 ед. АС/г крахмала, GC-106 в количестве 0,2 ед. ПС/г крахмала, Брюзайм BGX в количестве 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала. Ферментативно-тепловую обработку проводили с постепенным повышением температуры замеса и выдержкой при следующих условиях: 53°С — 20 мин; 62°С — 40 мин; 75°С — 60 мин; 97°С — 30 мин. Полученную массу охлаждали до температуры 58°С и проводили осахаривание глюкоамилазой в течение 30 мин, полученное сусло охлаждали до температуры 24°С и сбраживали в течение 60 часов, из полученной бражки выделяли этиловый спирт брагоректификацией.Данные анализа представлены в таблице 1 и 2.Как видно из таблиц 1,2, при внесении комплекса ферментов Ликвамила 1200С, GC-106, Брюзайма BGX снижается вязкость ржаного замеса в 4-5 раз по сравнению с контролем, уменьшается расход α-амилазы в 2 раза, увеличивается выход спирта на 1,5-2,0% и сокращается продолжительность брожения на 20-25%.При снижении расхода ферментных препаратов, а именно: Ликвамила 1200С ниже 0,5 ед. АС/г крахмала, GC-106 ниже 0,2 ед. ПС/г крахмала, Брюзайма BGX ниже 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала приводит к увеличению вязкости замеса, расходу основного фермента α-амилазы, продолжительности брожения и снижению выхода спирта. При увеличении расхода ферментных препаратов Ликвамила 1200С выше 0,5 ед. АС/г крахмала, GC-106 выше 0,2 ед. ПС/г крахмала, Брюзайма BGX выше 0,012 ед. β-ГкС/г крахмала экономически невыгодно. Уменьшение времени выдержки замеса при температурах, °С: 53, 62, 75 и 97 приводит к увеличению вязкости замеса, расходу фермента α-амилазы и снижению выхода спирта. Увеличение времени выдержки замеса при температурах, °С: 53, 62, 75 и 97 экономически невыгодно.Предложенный способ позволяет увеличить выход этилового спирта за счет использования белков и некрахмалистых полисахаридов, снизить вязкость замеса, расход фермента α-амилазы, энергозатраты и интенсифицировать процесс брожения.

Таблица 1 — Влияние ферментных препаратов на вязкость ржаных замесов

Ферментные препараты

Дозировка ферментных препаратов на г крахмала

Вязкость при температуре °С, Па·с

45

55

60

65

70

Контроль

4,0

5,5

11,0

20,0

14,0

Ликвамил 1200С

0,5 ед. АС

3,5

4,0

8,5

6,0

3,5

Ликвамил 1200С

1,0 ед.АС

3,0

3,2

5,5

3,0

2,4

Ликвамил 1200СGC-106

0,5 ед. АС0,2 ед. ПС

3,0

3,2

4,0

2,8

2,2

Брюзайм BGX

0,012 ед. β-ГкС

Таблица 2 — Показатели зрелой бражки

Показатели

Дозировка ферментных препаратов на г крахмала

Ликвамил 1200С, 1,0 ед. АС

Ликвамил 1200С, 0,5 ед. АС; GC-106, 0,2·ед. ПС; Брюзайм BGX, 0,012 ед. β-ГкС

Объемная доля спирта, об.%

7,8

8,5

Содержание растворимых несброженных углеводов, г/100 см3

0,45

0,31

Содержание нерастворенного крахмала, %

0,153

0,072

Нарастание титруемой кислотность, град.

0,2

0,15

Выход спирта, дал/т усл. крахмала

65,6

67,0

Продолжительность брожения, ч

70,0

50,0