CS249934B1 - Sposob výroby liehu zo zmesi škrobnatých surovin a me - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká sposobu výroby liehu zo zmesi zemiakov, kukuřice, všetkých druhov obilnin, a to celých, šrotovaných alebo jemne mletých, dalej z vedíajších alebo odpadových produktov škrobárenského priemyslu, akými sú škrobové mlieka z jádrového pšeničného· škrobu a z kalového škrobu zemiakového, zemiakové zdrtky a kukuřičné mláto a koncentrovanej melasy. Rieši sa jednoduchým sposobom zahustenie riedkeho upareného diela, najma diela upareného z vedíajších a odpadových produktov škrobárenského priemyslu prítokovaním vopred vyrátaného množstva koncentrovanej melasy priamo do horúceho upareného diela pri teplote 80 až 90 °C, aby sa dosiahla optimálna hustota sladkých zápar 16 až 19 % S. Riešenie umožňuje lepšie využitie kapacit výrobných zariadení, likvidáciu infekcií, podstatné zníženie mernej spotřeby energií na m3 a vyrobeného liehu a zníženie výrobných nákladov.

Description

I 249934

Vynález sa týká sposobu výroby llehu zozmesi prvotných alebo druhotných škrobna-tých surovin a koncentrované] melasy. Kon-centrovaná melasa přidává sa do všetkýchalebo do váčšiny zápariek upareného dielavrátane záparky určenej na zákvas už předscukorňovaním škrobu sladovým mliekom,alebo enzymatickými prostriedkami.

Skrobnaté suroviny, zemiaky, obilniny, ku-kurica, zadné škroby a skrobnaté odpadyvznikajúce pri výrobě škrobov z roznychdruhov surovin spracovávajú sa v súčasnos-ti vo velkokapacitných liehovaroch, v ma-lokapacitných liehovaroch polnohospodár-skeho typu a v liehovaroch škrobárensko--liehovarckých kombinátov zásadné dvoja-kým technologickým postupom. Tepelnou ú-pravou celých, strúhaných alebo šrotova-ných surovin pařením pod tlakom periodic-kým sposobom v Henzeových parákoch, a-lebo v kontinuálně pracujúcich zariadeniachrozličného typu pri vyšších alebo nižšíchtlakoch v závislosti na druhu suroviny, jem-nosti šrotovania obilnin a kukuřice i v zá-vislosti na zdravotnom stave surovin.

Jemne mleté zdravé obilniny, najma ražalebo pšenicu možno spracovávať aj beztla-kovým sposobom pri teplotách pod 100 °Cpostupom známým z odbornej literatúry podroznymi názvami, ako sú například „stude-né scukorňovanie“, „infúzny sposob“, „meto-da povarná“a podobné.

Tepelne upravené skrobnaté suroviny scu-korňujú sa sladovým mliekom připravenýmzo zeleného jačmenného sladu, zo zmesi ze-lených sladov připravených zo sladovnické-ho jačmeňa, prosa alebo z ovsa suchým, di-astatickým sladom, alebo enzymatickýmiprostriedkami známými technologickými po-stupmi.

Scukornené sladké zápary s>a ochladia nazákvasnú teplotu a v malokapacitných lie-hovaroch a liehovarčekoch sa zakvasia li-sovanými pekárenskými kvasnicami. Vo vač-šich liehovaroch polnohospodárskeho typua vo velkokapacitných liehovaroch je ne-vyhnutné zakvasovať scukornatené záparyšpeciálnymi liehovarskými kvasnicami, kto-ré umožňujú zefektivnit výrobu liehu tvor-bou vyššieho obsahu etanolu v zrelých zá-parách. Špeciálne liehovarské kvasnice kul-tivujú si liehovary priamo v závode podl'aznámých technologických postupov.

Obvyklé trojdňové kvasenie uskutočňujesa periodicky, taktiež periodicky s nútenoucirkuláciou kvasiacich zápar kvoli zinten-zívneniu kvasného procesu. V dobré vystro-jených velkokapacitných liehovaroch kva-sia zápary vysokoefektívnym kontinuálnymspósobom. Všetky spósoby sú podrobné po-písané v odbornej a patentovej literatúre.

Vykvasené zrelé zápary spracovávajú saďalej na kontinuálnych destilačných alebodestilačno-rafinačných aparátoch. V prvompřípade získá sa surový lieh, ktorý sa z ma-lokapacitných liehovarov sústreďuje do cen-trálnych rafinérií, kde z něho vyrábajú ra- finovaný lieh. V druhom případe sa vyrábahotový produkt — rafinovaný lieh priamoz vykvasených zrelých zápar.

Liehovitosť zrelých zápar ovplyvňuje roz-hodujúcim sposobom úroveň technologicko--ekonomických parametrov výroby liehu,najma využitie kapacitných možností hlav-ných článkov strojno-technologického za-rladenia a mernú spotřebu energií na m3 a,najma tepelnej energie. Liehovary s prime-ranou technickou úrovňou pripravujú pre-to uparené diela a sladké zápary s takoukoncentráciou škrobu, respektive skvasitel'-ných látok, aby bol obsah etanolu v zrelýchzáparách minimálně 8,0 až 8,5 vol. °/o. Vý-roba liehu zo zrelých zápar s nižšou kon-centráciou etanolu je spojená so zvýšenýmivýrobnými nákladmi. Zvlášť citelné je zvý-šenie nákladov na tepelnú energiu. Z výroby odpadajú horúce výpalky s vy-sokým kalorickým obsahom, s bohatým ob-sahom cenných vitamínov i výživných lá-tok. Odoberajú ich okolité poínohospodár-ske závody na priame skrmovanie. V nie-ktorých velkokapacitných liehovaroch vý-palky zahusťujú, připadne aj sušia na hod-notné krmivá. Riedke výpalky používajú saaj ako substrát na kultiváciu kvasinkovýchmikroorganizmov, ktoré sa spracovávajú nasušené bielkovinové krmivá. Výroba liehu zo škrobnatých surovin, ob-dobné aj výroba liehu zo škrobnatých suro-vin v kombinácii s melasou je prakticky bez-odpadovou technológiou. Pri týchto výro-bách odpadajú iba málo zatažené lutrovévody, nečistoty pri spracovávaní zemiakov,vo zvýšenej miere pri spracovávaní altero-vaných zemiakov.

Vo všetkých prípadoch je možné kombino-vat škrobnaté suroviny s melasou. Podláznámých postupov přidává sa zriedená me-lasa pri spoločnom spracovávaní škrobna-tých surovin ia melasy do kvasných kadí vštádiu hlavného kvasenia, v druhej fáze kva-senia, alebo v závěrečných fázach hlavné-ho kvasenia. Teda vždy až po scukornateníupareného diela zo škrobnatých surovin.Známe sú aj sposoby odděleného spracová-vania melasy a škrobnatých surovin s na-sledujúcou spoločnou destiláciou zmieša-ných zrelých zápar z oboch druhov surovin,aby sa takto získali kvalitně zmiešané vý-palky pre krmné účely.

Nevýhodou známých postupov je skutoč-nosť, že sladké zápary často obsahujú ne-dostatečné množstvo skvasitelných cukrova dextrínov. Je tomu tak najma pri spraco-vávaní nízkoškrobnatých zemiakov, podřad-ných a chybných druhov obilnin a kukuři-ce s nízkým obsahom škrobu. Zrelé záparypřipravené z takýchto surovin obsahujú iba5 až 6 vol. % etanolu. Tepelná úprava ta-kýchto surovin a destilácia nízkoalkoholic-kých zrelých zápar si vyžaduje vysokú mer-nú spotřebu energií, ktorá značné překra-čuje hodnotu blízku 20GJ/m3 a, čo je běžná 249934 měrná spotřeba energií v podmienkach ma-lokapacitných liehovarov polnohospodárske-ho typu. Ani spoločné spracovanie škrobna-tých surovin a zriedenej melasy podlá zná-mých postupov tieto nedostatky podstatnej-šie nezlepší.

Zvlášť výrazné prejavujú sa tieto nedo-statky pri spracovávaní na lieh žádnýchškrobov, ktoré odpadajú vo formě škrobo-vého mlieka z II. triedneho pšeničného škro-bu pri výrobě pšeničného škrobu a škrobo-vého mlieka z takzvaného kalového škro-bu, ktoré odpadá pri výrobě zemiakovéhoškrobu. Siacharizácia sladkých zápar z tých-to druhotných škrobárenských surovin po-hybuje sa na úrovni 6 až 9 °/o S, liehovitosťzrelých zápar činí potom 2,5 až 3,5 vol. %etanolu. Měrná spotřeba energií je příliš vy-soká a činí 40 až 50 GJ/m3. Prídavkom šro-tovaných obilnin, připadne šrotovanej ku-kuřice sa tieto nedostatky zmiernia, tech-nicko-ekonomické parametre zaostávajúvšak aj v tomto případe za parametrami do-sahovanými v zemiakovo-obilných liehova-roch spracovávajúcich kvalitně a zdravé su-roviny.

Sprievodnými javmi sú ďalšie nedostatky.Zápary z mlieka odpadových škrobov obsa-hujú minimálně množstvo solí, majú pretoslabú pufračnú kapacitu. Už pri celkom ne-patrnom stúpnutí kyslosti klesajú hodnotypH zápar pod kriticků hranicu 4,2 až 4,3,amylázy sa oslabujú, pri nižších hodnotáchpH úplné inaktivizujú. Namiesto dokvasova-nia prepuknú infekcie, dextríny sa nepre-menia na skvasitelné cukry, prekvasy zre-lých zápar zostávajú vysoké a výtažky níz-ké. Hodnoty pH zrelých zápar klesajú až khodnotám okolo 3,4, zrelé zápary pri des-tilácii silné korodujú destilačný aparát, kto-rý má potom sotva polovičnú životnost’. Vy-užitie kapacitných možností všetkých člán-kov strojno-technologického zariadenia jevelmi nízké. Riedke uparené dielo a nízkásacharizácia sladkých zápar nevytvárajú do-statočnú ochranu amyláz před ich inaktivi-záciou v priebehu horúceho scukorňovania.

Vyššie uvedené nedostatky odsiránia sapostupom podlá vynálezu, ktorého podstataspočívá v tom, že do upareného horúcehodiela připraveného z nízkoškrobnatých ze-miakov, z podřadných druhov obilnin, zmlieka z odpadových škrobov, i z inýchškrobnatých odpadov, taktiež aj do horú-ceho upareného diela zo zmesi škrobovéhomlieka s jemne mletými obilninami alebokukuricou prítokuje sa z odmernej nádrževopred vyrátané množstvo koncentrované]'melasy, aby hustota připravených sladkýchzápar bola optimálna, t. j. 16 až 19 % S pó-dia druhu používaných kvasnic. Množstvoliehu vyrobené z pridanej melasy móže či-nit maximálně polovicu z celkového množ-stva vyrobeného liehu z jednotlivých kvas-ných cyklov. Vzhladom na premenlivý ob-sah popolovín v jednotlivých druhoch su-rovin a melasy, třeba prídavok koncentro-

G vanej melasy usměrňovat tak, aby obsah po-pola vo výpalkoch pohyboval sa na úrovni0,7 až 0,8 % hmot. a aby v jednotlivých prí-padoch nepřekročil hranicu 1,0 % hmot.Tieto hodnoty třeba dodržať kvůli dohřejakosti výpalkov a ich vysokej křmnej hod-notě. Je možné přidávat koncentrovaná me-lasu aj vo vSčších množstvách s následnýmobsahom popola vo výpalkoch váčším než1,0 % hmot. V takýchto prípadoch je všaknevyhnutné prerokovať a dohodnúť s odbe-ratetmi výpalkov znížené denné krmné dáv-ky výpalkov pre vykrmované zvieratá, abysa predišlo negativnému účinku zvýšenéhoobsahu popola vo výpalkoch pri ich skrmo-vaní.

Technologický postup pódia vynálezu mácelú radu dalších předností a výhod. Horú-ce dielo sterilizuje koncentrovaná melasu,studenou melasou sa horúce dielo súčasneochladzuje, čím sa znižuje spotřeba chladia-cej vody a skracuje sa čas potřebný na chla-denie horúceho diela na teplotu scukorňo-vania, alkalická repná melasa neutralizujekyslé škrobové mlieko, čím sa celkom eli-minuje alebo podstatné obmedzuje potřebaalkalizovať uparené dielo na optimálně hod-noty pre scukorňovanie, t. j. pH 5,3 až 5,7.Melasou vnesené cukry do upareného die-ta chránia amylázy před ich inaktivizáciouv priebehu horúceho scukorňovania, v me-lase obsiahnuté Ca-ionty stabilizujú amylá-zy. Významným prínosom přídavku koncen-trované]' melasy už do sladkých zápar jezvýšenie ich pufračnej kapacity vplyvomvnesených solí slabých organických kyselin.Zápary sa takto stanů menej citlivé na po-kles hodnot pH pod kritické hodnoty 4,2 až4,3 už vplyvom nepatrného stúpnutia kyslos-ti. Amylázy zostávajú takto aktivně až doúplného ukončenia kvasného procesu s hl-hokými prekvasmi a vysokými škrobovýmivýťažkami. Hodnoty pH zrelých zápar po-hybujú sa na úrovni 4,5 až 4,8, čo je záru-kou dobrej ochrany destilačného aparátupřed jeho předčasným zničením vplyvomkorózií. Prídavkom koncentrovanej melasyumožní sa velmi jednoduchým sposobom za-hustil riedke zápary, zabezpečil tak doko-nalé využitie kapacit všetkých článkov stroj-no-technologického zariadenia pri mernejspotrebe energií, ktorá nepřekročí 20 GJ//m3 a. Nadvazne na vyššie uvedené dopadyznižujú sa výrobně náklady na lieh vo všet-kých položkách kalkulačného vzorca. Zvlášťvýznamné je zníženie nákladov na tepelnúenergiu.

Postupom podlá vynálezu zlepší sa napo-kon aj kvalita výpalkov, ktorá je nízká, naj-ma pri spracovaní riedkych zápar z odpa-dových škrobov. Je známe, že melasové vý-palky majú vyššiu křmnu hodnotu ako na-příklad výpalky zemiakové. Ich úspěšné skr-movanie v originálnom stave znemožňujevysoký obsah solí, najma síranu draselné-ho, ktorý sa tvoří z kyseliny sírovej použí- 249934 vane] v značných množstvách na úpravě pHmelasových riedin před ich skvasovaním.Při výrobnom postupe podlá vynálezu jespotřeba kyseliny sírové] alebo sol'ne] cel-kom nepatrná, škrobová časť výpalkov zni-žuje obsah solí melasove] časti na přijatel-ná mieru pri súčasne] úpravě poměru du-síkatých a glycidických látok na velmipriaznivý z hladiska ich využitia na výkrmzvlerat.

Tonou spracovanej melasy obohatia sa vý-palky o· cca 95,5 SJ (škrobových jednotiek).

Porovnáme výsledkov prevádzkových po-kusov realizovaných so zmesou škrobovéhomlieka z II. triedneho jádrového pšeničné-ho škrobu a koncentrované] melasy s vý- sledkami spracúvania škrobového mliekasamostatné, bez melasy, dokumentujú před-nosti postupu podlá vynálezu celkom jed-noznačné. Příklad 1 V příklade sa uvádzajú parametre jedné-ho kvasného cyklu spoločného spracovaniaškrobového mlieka z II. triedneho jádrové-ho pšeničného škrobu a koncentrované] me-lasy. Spracovanie sa realizovalo postupompodlá vynálezu. Súčasne sa uvádzajú aj hod-noty fyzikálno-chemického rozboru výpal-kov z toho istého kvasného cyklu.

Ukazovatel zápar

Hodnoty výpalkov kvasná kaďa č.

sacharizácia zápary v % S — sladké] — zrele] (zdánlivý prekvas)kyslosť zrele] zápary — °nem.

-pH vydestilované lavýťažnosť zo 100 kg v la — škrobu — melasového cukruvzorka výpalkov odobraná dňazloženie výpalkov v % — voda — sušina — dusíkaté látky (N x 6,25) — tuk (extrakt diety léterom) — vláknina — popol — výťiažkové látky bezdusí-katé —•vápník (Ca) — fosfor (P) — strávitelné dusíkaté látky — škrobové jednotky v 100kg, cca — redukujúce cukry akoglukóza

Analyzoval: Ústredný kontrolný a skúšobný ústav pol-nohospodársky, Odbor živočíšnej výroby.

Docielené parametre kvasného cyklu súdobré. Nízký obsah glukózy vo výpalkochdokumentuje velmi dobrý priebeh kvasenia.Nízký obsah popola je zábezpekou dobrejakosti výpalkov. Realizováním spoločnéhospracovania škrobového mlieka, jemne mle-tých alebo jemne šrotovaných obilnin a 11,22 — 2,00 — 0,55 — 4,50 — 2160 — 61,56 — 62,00 — — 2. IV. 1984 95,63 4.371,120,210,070,60 2.370,300,040,562,100,13 koncentrovanej melasy je možné násadnúsacbarizáciu sladkej zápary zvýšit postu-pom podlá vynálezu. Příklad 2 V příklade sa uvádza porovnanie výsled-ko výroby docielených pri spracúvaní škro-bového mlieka z II. triedneho pšeničnéhojádrového škrobu samostatné a v zmesi skoncentrovanou melasou podlá vynálezu.

Claims (1)

1. 9 Ukazovatel' Priemerné mesačné hodnoty při postupe před platnením a po uplatnění vynálezu před po index obdobie január 1983 apríl 1984 — sacharizácia zápary v % S — sladkej 6,19 11,26 181,9 — zrelej (zdánlivý prekvasj 1,47 1,89 — pH zrelej zápary obsah etanolu v zrelej zápare 3,4 - 3,9 4,1 — 4,8 — vol. % 2,60 5,00 192,3 priemerný denný výkon via 2 206,00 3 757.00 170,3 Výsledky dokumentujú vysokú efektivnost tých alebo jemne šrotovaných obilnin ale-postupu podl'a vynálezu. Výsledky možno bo kukuřice,ešte podstatné zlepšit prídiavkom jemne mle- PREDMET Sposob výroby liehu zo zmesi škrobna-tých surovin a melasy, pričom ako prvotnésuroviny používajú sa zemiaky, kukurica avšetky druhy obilnin a ako druhotné škrob-naté suroviny používajú sa vedfajšie aleboodpadové produkty škrobárenskej výroby,akými sú druhotriedny pšeničný škrob a ka-lový zemiakový škrob vo formě škrobovéhomlieka, zemiakovej zdrtky a kukuřičné mlá-to, vyznačený tým, že do všetkých alebo dovSčšiny zápariek upareného diela sa pri tep- VYNÁLEZU lotách 80 až 90 °C za stálého miešania při-dává koncentrovaná melasa v takom množ-stve, že sa docieli optimálna hustota záparpódia druhu používaných kvasnic 16 až 19percent S, množstvo liehu. vyrobeného z mela-sy činí maximálně polovicu z celkovéhomnožstva liehu vyrobeného z jednotlivýchkvasných cyklov a obsah popola vo výpal-koch činí 0,7 až 0,8 % hmot. a v jednotli-vých kvasných cykloch nepřekročí hranicu1,0 % hmot.