способ производства спирта из крахмалистого сырья

Формула изобретения

1. Способ производства спирта из крахмалистого сырья, предусматривающий смешивание его с водой, нагревание, клейстеризацию замеса, введение осахаривающих материалов, охлаждение и сбраживание, отличающийся тем, что нагревание замеса ведут до температуры начала клейстеризации крахмала, после чего подвергают электрогидравлической обработке при постоянном перемешивании замеса, вносят разжижающие ферментные препараты в количестве 3-5% от количества ферментных препаратов, необходимого для растворения крахмала в замесе, и далее вводят осахаривающие материалы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют измельченное крахмалистое сырье с проходом 80-90% через сито с отверстием диаметром 1 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спиртовой промышленности и может быть использовано в технологических процессах разваривания зерновых и картофельных замесов.

Известен способ производства спирта из крахмалистого сырья, при котором измельченное сырье затирают водой, внося разжижающий ферментный препарат -амилазу, нагревают до температуры его оптимальной работы, выдерживают определенное время и поднимают температуру разваренной массы до 100^oС. С целью стерилизации осуществляют выдержку времени при этой температуре, далее охлаждают до температуры внесения осахаривающего фермента, проводят осахаривание и охлаждение сусла до температуры складки [1].

Недостатками данного способа являются наличие сложного многоступенчатого процесса разваривания сырья и дополнительные затраты энергии на стерилизацию замеса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ сбраживания крахмалсодержащего сырья при производстве спирта, при котором водный замес клейстеризуют, нагревая до температуры 80.. . 85^oС, близкой к полной клейстеризации крахмала сырья, после чего клейстеризованную массу пропускают несколько раз через мельницу для сверхтонкого измельчения. Далее проводят охлаждение и сбраживают, осахаривающие материалы вносят после 20...24 часов от начала процесса брожения [2].

Недостатками этого способа являются необходимость относительно высокого температурного режима разваривания сырья и дополнительные затраты электроэнергии при пропускании клейстеризованной массы через мельницу.

Задача изобретения - снижение температурных режимов разваривания и стерилизации, упрощение технологического процесса и снижение энергозатрат при переработке крахмалистого сырья.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе производства спирта из крахмалистого сырья нагревание замеса ведут до температуры начала клейстеризации крахмала, после чего подвергают электрогидравлической обработке при постоянном перемешивании замеса, вносят разжижающие ферментные препараты в количестве 3...5% от необходимого для растворения крахмала в замесе и далее вводят осахаривающие материалы. При этом крахмалистое сырье является измельченным с проходом 80...90% через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

Способ осуществляется следующим способом. Измельченное сырье с проходом 80...90% через сито с отверстиями диаметром 1 мм смешивается с водой с таким расчетом, чтобы после осахаривания концентрация сусла была 16...18%. Замес нагревают до температуры, при которой начинается процесс клейстеризации. Среднее значение температуры начала клейстеризации для различного вида сырья составляет: пшеница - 54-62^oС; рожь - 50-55^oС, ячмень - 60-80^oС; кукуруза - 65-75^oС; картофель - 59-64^oС [1]. При этой температуре происходит набухание большинства крахмальных гранул, которые поглощают воды в 25...35 раз больше своего объема, при этом резко возрастает вязкость замеса. Далее при постоянном перемешивании осуществляют импульсные высоковольтные разряды в полученной клейстеризованной массе. При этом в зоне разряда возникает высокое гидравлическое давление, которое сопровождается ударными волнами, импульсными кавитационными процессами и мощными электромагнитными полями. Такое электрогидравлическое воздействие приводит к разрыву набухших крахмальных гранул и растворению их в воде. Кроме того, губительному воздействию подвергаются микроорганизмы, находящиеся в замесе, что приводит в конечном итоге к его стерилизации.

Частично клейстеризованный замес обрабатывается импульсами напряжением 10 кВ в течение 1 часа и с частотой их следования 0,05...0,1 Гц. Так как набухание и клейстеризация наиболее крупных гранул крахмала при относительно невысокой температуре являются недостаточными, то и электрогидравлическое воздействие на эту часть крахмала является неэффективным. Осахаренное такое сусло сбраживает не полностью, а частично - до 0,4...0,8% сахаров при 16... 18% сахаров в начале брожения, что в пересчете на условный крахмал составляет от 3 до 5% оставшегося неразжиженного крахмала в сырье после электрогидравлического воздействия. Поэтому вносится соответственно 3...5% от необходимого количества разжижающего крахмал ферментного препарата для полного растворения оставшихся неразрушенных крахмальных гранул и их связей.

На следующем этапе осуществляют внесение осахаривающих ферментных препаратов и после определенной выдержки времени полученное осахаренное сусло охлаждается до температуры "складки" - начальной температуры брожения сусла.

Применение данного способа производства спирта позволяет снизить температуру развара, причем при разрушении крахмальной гранулы электрогидравлическими ударами проводится и стерилизация замеса. Кроме тоги, в несколько раз снижается доза ферментных препаратов. Таким образом, при переработке крахмалистого сырья происходит значительное снижение энергозатрат при разваривании и уменьшается количество необходимых ферментных препаратов.

Источники информации

1. Технология спирта /В.Л.Яровенко, В.А.Маринченко, В.А.Смирнов и др. - М.: Колос, 1996, - с.84-85. с.104-105.

2. А. с. 569595 (СССР) "Способ сбраживания крахмалсодержащего сырья при производстве спирта", опубл. 25.08.77, БИ 31.