DE2019463A1

DE2019463A1 - Fermentation of starch - cong material mash-saccharified by alpha amylase and amyloglucosidase and added to yeast

Info

Publication number: DE2019463A1
Application number: DE19702019463
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr Matzik
Original assignee: H C KOENIG FA
Current assignee: H C KOENIG FA
Priority date: 1970-04-22
Filing date: 1970-04-22
Publication date: 1971-12-23

Abstract

Grain-contg. mashes digested by usual methods and saccharified with alpha-amylase- and amyloglucosidase prepns. are fed at an amt. of yeast corresponding to a final concn of 5 X 107 cells/ml. amxk and fermentation is completed while stirring mixture continuously or periodically and maintaining usual temp. Process is used for ethanol prodn. by fermentation of grains-contg. mashes from starch-contg. raw materials.

Description

Verfahren zur Vergärung treberhaltiger Maischen aus stärkehaltigen Rohstoffen Zur Erzeugung von Äthanol auf gärungstechnischem Wege werden die nach bekannten Verfahren aufgeschlossenen und verzuckerten Maischen aus stärkehaltigen Rohstoffen nach periodischen Verfahren in einzelnen Gärbehältern oder nach mehr oder weniger kontinuierlichen Verfahren (Durchflußverfahren) in zu einer Batterie hintereinandergeschalteten Gärgefäßen vergoren.Process for fermenting grains containing mashes from starchy ones Raw materials The after well-known methods of digested and saccharified mashes from starchy mashes Raw materials according to periodic processes in individual fermentation tanks or more or less continuous process (flow through process) in to a battery fermented fermentation vessels connected in series.

Beim periodischen Gärverfahren werden die Gärgefäße nacheinander mit der zu vergärenden Maische befUllt. Die Maische wird zuvor mit der in besonderen Gefäßen vermehrten oder anderweitig bezogenen instellhefe versetzt und bleibt in den Gärbehältern bis der in ihr enthaltene Zucker durch die Hefe möglst restlos zu Äthanol und gohlendio-xid umgesetzt ist. Die Gärdauer beträgt dabei in der Regel 72 Stunden. Nach Ablauf dieser Zeit werden die vergorenen Naischen abdestilliert.In the periodic fermentation process, the fermentation vessels are successively with filled with the mash to be fermented. The mash is previously with the in special Vessels increased or otherwise obtained placing yeast and remains in the fermentation tanks until the sugar contained in it is completely due to the yeast is converted to ethanol and carbon dioxide. The fermentation time is usually 72 hours. After this time has elapsed, the fermented niches are distilled off.

Bei den Durchflußverfahren wird die verzuckerte Maische mit periodisch oder kontinuierlich geführter Anstellhefe versetzt und durchläuft mehrere hintereinandergeschaltete Gärbehälter.In the case of the flow-through method, the saccharified mash is added periodically or continuously guided pitching yeast and runs through several series-connected Fermentation tank.

Während der Passage durch die Gärbehälter wird der in der Maische vorhandene Zucker vergoren, so daß die aus dem let9ten Gärbehälter auströtende vergorene Naische dem Destilliergerät zugeführt werden kann. Die Gärdauer beträgt bei diesem Verfahren 56 bis 64 Stunden.During the passage through the fermentation tank, it becomes in the mash existing sugars are fermented, so that the fermented ones exuding from the last fermentation vessel Naiche can be fed to the still. The fermentation time is with this Procedure 56 to 64 hours.

Der Vorteil des periodischen Verfahrens besteht in geringen Inforderungen an die Gärflihrung und der - im Vergleich zu den Durchflußverfahren - geringen Infektionsanfälligkeit. Zu den wesentlichsten Mängeln dieses Verfahrens gehört die lange Gärdauer, die große Gärbehältervolumina erfordert.The advantage of the periodic procedure is that there are few requirements to the fermentation guide and the - compared to the Flow method - low susceptibility to infection. Among the main shortcomings of this procedure belongs the long fermentation time, which requires large fermentation tank volumes.

Der Vorteil der Durchflußverfahren liegt in der etwas geringeren Gärdauer und der dadurch bedingten besseren Ausnutzung der Gärbottichvolumina. Zu den wesentlichsten Nachteilen dieser Verfahren zählen der beachtliche Aufwand für die Gärführung und die Anfälligkeit gegen Infektionsorganismen.The advantage of the flow-through method lies in the somewhat shorter fermentation time and the resulting better utilization of the fermentation tub volumes. The most essential Disadvantages of this method include the considerable effort required for fermentation and the susceptibility to infectious organisms.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vergärung treberhaltiger Maischen aus stårkehaltigen Rohstoffen ist dadurch gekennzeichnet, daß man die in bekannter Weise aufgeschlossenen und unter Verwendung vonoC -Amylase- und Amyloglucosidase-Präparaten verzuckerten Maischen in über die Zeit gleichen oder sich steigernden Zulaufraten von etwa 1 bis etwa 5 des Volumens der Gesamtmaische pro Stunde zu einer solchen Menge Hefe zulaufen läßt, die einer Endkonzentration von ca. 5 x 107 Zellen je ml Maische entspricht, wobei man das Gärungsgemisch laufend oder in Zeitintervallen umrührt, z.B. etwa stündlich einmal umwälzt, und seine Temperatur auf üblicher Höhe gehalten wird.The method according to the invention for fermenting grain-containing mashes from starchy raw materials is characterized in that one is known in Way digested and using oC -amylase and amyloglucosidase preparations saccharified mashes at the same or increasing feed rates over time from about 1 to about 5 of the volume of the total mash per hour to such Amount of yeast runs in, resulting in a final concentration of approx. 5 x 107 cells per ml Mash corresponds, whereby the fermentation mixture is continuously or at time intervals stirred, e.g. about once every hour, and its temperature at the usual level is held.

Die in den Gärbehälter gegebene Hefemenge wird zweckmäßig mit Wasser z.B. im Verhältnis 1:4 klümpenfrei angerührt.Das Wasser kann zur Verbesserung der Nähribffverhältnisse ganz oder teilweise durch Schlempe aus stärkehaltigen Rohstoffen ersetzt werden. Anstelle der Schlempe oder zusätzlich können zur Verbesserung der Hefeernährung dem Hefesatz 60 - 70 g Harnstoff je 1000 1 Maische zugesetzt werden. Falls erforderlich, kann die Anstellhefe in bekannter Weise vorher einer üblichen Säurebehandlung unterzogen werden.The amount of yeast added to the fermentation tank is expediently mixed with water e.g. mixed in a ratio of 1: 4 without lumps. The water can be used to improve the Nutrient proportions wholly or partially through stillage from starchy raw materials be replaced. Instead of the stillage or in addition you can improve the Yeast nutrition 60 - 70 g urea per 1000 l mash are added to the yeast residue. If necessary, the pitching yeast can be previously used in a known manner Acid treatment.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, auch im periodischen Betrieb die Gärdauer wesentlich abzukürzen. Im Gegensatz zu vorbekannten Verfahren können Maischen mit der üblichen Konzentration von 16 - 17% Extrakt innerhalb von 48 Stunden vergoren werden. Durch diese erhebliche Verkürzung der Gärdauer kann die Gärbottichkapazität besser ausgenutzt werden.The method according to the invention also allows periodic Operation to shorten the fermentation time significantly. In contrast to previously known methods can mash with the usual Concentration of 16-17% extract fermented within 48 hours. This considerable shortening of the Fermentation time, the fermentation vat capacity can be better utilized.

Außerdem findet im Gegensatz ayden vorbekannten periodischen Verfahren keine wesentliche Hefevermehrung statt, so daß die Phase der Angärung erheblich verkürzt wird. Schließlich bleibt die Maische während der ganzen Gärdauer in Bewegung, so daß die Hefe auch gegen Ende des Gärvorganges atändig mit dem noch vorhandenen Zucker in Berührung kommt.In addition, ayden finds the previously known periodic method in contrast no significant increase in yeast takes place, so that the fermentation phase is considerable is shortened. After all, the mash remains in motion during the entire fermentation period, so that the yeast remains constant with what is still present towards the end of the fermentation process Sugar comes into contact.

Beispiel 1: 1250 kg Weizen mit 60% Stärke werden in bekannter Weise nach dem Hochdruck-Dämpfverfahren aufgeschlossen und in der Ublichen Weise mit-Amylase- und Amyloglucosidase Präparaten -z.B. Produkte BAN und SAN der Firma NOVO, Kopenhagen, Dänemark,-drei Stunden verzuckert.Example 1: 1250 kg of wheat with 60% starch are made in a known manner opened after the high pressure steaming process and in the usual way with-amylase- and amyloglucosidase preparations - e.g. BAN and SAN products from NOVO, Copenhagen, Denmark, sugar-coated for three hours.

Die Hefemenge, die - auf die gesamte Maische bezogen - einer Konzentration von ca. 5 x 107 Hefezellen je ml Maische entspricht, wird mit Wasser im Verhältnis 1:4 klumpenfrei angerührt. Der Hefesatz wird im Gärbottich vorgelegt, und es wird sofort mit dem Zulauf der süßen Maische, die vor Beginn des Zulaufs einen Zusatz von maximal 0,02 % Formalen erhält, begonnen. Er wird mit gleichmäßiger stündlicher Zulaufrate über 20 Stunden verteilt vorgenommen.The amount of yeast that - based on the entire mash - is a concentration of approx. 5 x 107 yeast cells per ml of mash corresponds to the ratio of water Mix 1: 4 lump-free. The yeast set is placed in the fermentation vat and it becomes immediately with the inflow of the sweet mash, add an additive before the inflow of a maximum of 0.02% formals, started. It gets more and more evenly Feed rate made distributed over 20 hours.

Die Kühlung der garenden Maische wird mittels im Gärbehälter befindlichen Kühlschlqen oder durch Kontrolle und Einstellung der Temperatur und Menge der zulaufenden Maische vorgenommen.The cooking mash is cooled by means of the fermentation tank Kühlschlqen or by checking and setting the temperature and amount of the incoming Mash made.

Der Inhalt des Gärbehälters wird während der Gärdauer mittels einer relaisgesteuerten Pumpe stündlich einmal umgewälzt. Die Gärung ist nach 48 Stunden beendet.The content of the fermentation tank is during the fermentation period by means of a relay-controlled pump circulates once every hour. Fermentation is after 48 hours completed.

3tsiel 2s 1.250 kg Weizen werden in bekannter Weise nach dem Hochdruckdämpfverfahren aufgeachlosasn und in der üblichen Weise mit cc-Amylase- und Amyloglucovidase- Präparaten drei Stunden verzuckert. 3tsiel 2s 1,250 kg of wheat are produced in a known manner using the high-pressure steaming process aufeachlosasn and in the usual way with cc-amylase and amyloglucovidase preparations sugared for three hours.

Die Hefemenge, die - auf die gesamte Maische bezogen - einer Konzentration von ca. 5 x 107 Hefezellen/ml Maische entspricht, wird mit Wasser im Verhältnis 1 : 4 klumpenfrei angerührt und mit Nährstoffen versetzt. Der Hefesatz wird im Gärbottich vorgelegt, und es wird sofort mit dem Zulauf der süßen Maische, die vor Beginn des Zulaufs einen Zusatz von maximal 0,02 % Formalin erhält, begonnen. Die Regelung des Zulaufs wird wie folgt vorgenommen: 1.-3. Stunde je 1% des Gesamtvolumens der Maische 4.u.5. Stunde je 2% des Gessmtvolumens der Maische 6.u.7. Stunde je 2% des Gesamtvolumens der Maische 8.-17. Stunde je 4% des Gesamtvolumens der Maische 18.-26. Stunde je 5% des Gesamtvolumens der Maische 27. Stunde Restzulauf Die erforderliche Kühlung der gärenden Maische wird entweder mittels im Gärbehälter befindlicher Eühlachlangen oder durch Kontrolle und Einstellung der Temperatur und Menge der zulaufen den Maische vorgenommen. Der Inhalt des Gärbehälters wird während der Gärdauer mittels einer relaisgesteuerten Pumpe stündlich einmal umgewälzt. Die Gärung ist nach 48 Stunden beendet. The amount of yeast that - based on the entire mash - is a concentration of approx. 5 x 107 yeast cells / ml of mash corresponds to the ratio of water Mix 1: 4 lump-free and add nutrients. The yeast set is in the fermentation vat presented and it is immediately added to the sweet mash, which is made before the start of the Feed receives an addition of a maximum of 0.02% formalin, started. The regulation of the feed is carried out as follows: 1.-3. Hour per 1% of the total volume of the Mash 4th and 5th Hour each 2% of the total volume of the mash 6.u.7. Hour per 2% of the Total volume of the mash 8.-17. Hour each 4% of the total volume of the mash 18.-26. Hour per 5% of the total volume of the mash 27. hour remaining intake The required The fermenting mash is cooled either by means of Eühlachlangen in the fermentation tank or by checking and adjusting the temperature and amount of the mash performed. The content of the fermentation tank is during the fermentation period by means of a relay-controlled pump circulates once every hour. Fermentation is after 48 hours completed.

Patentanspruch: Claim:

Claims

Claim: Process for fermenting spent grains between from starchy raw materials by means of yeast, d u r c h e k e n n n -z e i c h n e t that the broken down in a known manner and using α-amylase- and amyloglucosidase preparations saccharified mashes in over time the same or increasing feed rates from about 1 to about 5 of the volume of the total mash per hour runs to such an amount of yeast that a final concentration of approx. 5- x 107 cells per ml of mash and fermentation then continues to the end, the mixture is stirred continuously or at time intervals and the temperature is increased usual height.