способ производства этилового спирта из инулинсодержащего сырья

Формула изобретения

1. Способ производства этилового спирта из топинамбура, характеризующийся тем, что предусматривает измельчение клубней, смешивание измельченной массы с водой в соотношении 2:1, тепловую обработку полученной смеси при температуре 93-95°С в течение 35-40 мин, последующее ее охлаждение до температуры 55±2°С, при которой осуществляют гидролиз в течение 35-40 мин с использованием ферментного препарата Fructozyme L в количестве 1-2 ед. инулиназной активности на 1 г условного инулина, затем полученное сусло сбраживают путем введения производственных дрожжей, приготовленных поэтапно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что среды для поэтапного пересева дрожжей готовят из крахмалсодержащего сусла.

Описание изобретения к патенту

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

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства этилового спирта из топинамбура, включающий измельчение клубней, гидролиз измельченной массы под действием собственных инулиназ при естественном рН среды самого топинамбура при температуре 50-55°С в течение 2-3 часов, охлаждение и асептирование сусла низином, приготовление производственных дрожжей и сбраживание сусла (Патент RU 2161652, МПК С 12 Р 7/06, 10.01.2001. Бюл. №1).

К недостаткам известного способа относится большая длительность процесса гидролиза сусла, неукладывающаяся в существующие технологические циклы, и как неизбежность применение антибиотика.

Техническая задача заключается в интенсификации процесса гидролиза сусла, повышении выхода этилового спирта и снижении его себестоимости.

Техническая задача достигается тем, что в способе производства этилового спирта из топинамбура, включающем мойку, измельчение клубней, смешивание измельченной массы с водой (гидромодуль 2:1), гидролиз при температуре 55±2°С, поэтапное приготовление производственных дрожжей и сбраживание, новым является то, что смесь измельченной массы с водой подвергают тепловой обработке при температуре 93-95°С в течение 35-40 минут, охлаждают до температуры 55±2°С, осуществляют гидролиз в течение 35-40 мин с использованием ферментного препарата Fructozyme L в количестве от 1-2 единиц инулиназной активности на 1 г условного инулина.

Среды для поэтапного пересева дрожжей готовят из крахмалсодержащего сусла.

Технический результат заключается в интенсификации процесса гидролиза сусла, сокращении срока гидролиза от 2-3 часов до 40 мин и увеличении выхода этилового спирта, исключении возможности применения антибиотика низина.

Способ осуществляют следующим образом. Топинамбур моют, измельчают на дробилке, смешивают с водой в соотношении 2:1, подвергают тепловой обработке при температуре 93-95°С в течение 35-40 минут. Полученную смесь охлаждают до температуры 55°С, вносят ферментный препарат Fructozyme L в количестве от 1-2 единиц инулиназной активности на 1 г условного инулина и проводят гидролиз 35-40 мин при естественном рН среды самого топинамбура при температуре 55±2°С, т.е. предлагаемый процесс укладывается в существующий технологический регламент мягкого разваривания сырья.

Для приготовления производственных дрожжей используют крахмалсодержащее сусло с концентрацией сухих веществ 14-16%. Первый этап выращивания производственных дрожжей ведут на стерильном сусле с концентрацией сухих веществ 7-8%, второй - 12-13%, третий - 14-16%. Температура размножения - 23-25°С, продолжительность - 13 часов.

Приготовленные производственные дрожжи вносят в сусло из топинамбура, охлажденное до 23-24°С. Засев дрожжей составляет 10% от объема сусла. Процесс брожения осуществляют при 28°С.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Для приготовления этилового спирта 91 кг топинамбура с содержанием сбраживаемых углеводов 18% и влаги 70% измельчают на дробилке до частиц размером не более 3 мм, затем смешивают с водой в соотношении 2:1, подвергают тепловой обработке при температуре 95°С в течение 40 минут. Полученную смесь охлаждают до 55±2°С, вносят ферментный препарат Fructozyme L в количестве 2 единицы инулиназной активности на 1 г условного инулина, проводят гидролиз 40 мин при естественном рН среды самого топинамбура при температуре 55±2°С, затем охлаждают до 24°С и направляют на брожение, вводя в него производственные дрожжи Sacharomyces cerevisiae в количестве 10% от объема сусла.

Для приготовления производственных дрожжей используют солодовое сусло с концентрацией сухих веществ 14±1%. Первый этап выращивания производственных дрожжей ведут на стерильном крахмалсодержащим сусле с концентрацией сухих веществ 8%, второй - 12%, третий - 16%. Температура размножения - 25°С, продолжительность - 13 часов.

Процесс брожения осуществляют при 28±2°С, продолжительность процесса 60 часов, выход спирта 61,3 дал на 1 т условного инулина топинамбура.

Пример 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но ферментный препарат Fructozyme L вносят в количестве 1 единицы инулиназной активности на 1 г условного инулина.

Выход спирта 58,5 дал на 1 т условного инулина топинамбура

Пример 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но ферментный препарат Fructozyme L вносят в количестве 3 единицы инулиназной активности на 1 г условного инулина.

Выход спирта 55,7 дал на 1 т условного инулина топинамбура.

Пример 4 (контроль). Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но брожение проводят без предварительного гидролиза сусла из топинамбура.

Выход спирта 37 дал на 1 т условного инулина топинамбура.

Показатели	Контроль	Пример 1	Пример 2	Пример 3
Продолжительность брожения, ч	72	60	60	60
Выход спирта, дал	47	61,3	58,5	55,7

Как видно из таблицы, предлагаемый способ получения спирта из топинамбура при тепловой обработке топинамбура и его гидролизе ферментным препаратом Fructozyme L при дозировке 1-2 единицы инулиназной активности на 1 г условного инулина позволяет повысить выход спирта в 1,3-1,5 раз по сравнению с контролем.

Предложенный способ производства этилового спирта из топинамбура позволяет:

- сократить процесс гидролиза сусла с 2-3 ч до 40 мин;

- повысить выход спирта;

- сократить продолжительность брожения на 12 часов.