JPS62502588A - 発酵性砂糖溶液からエタノ−ルを連続的に採取する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発酵性砂糖溶液からエタノールを 連続的に採取する装置 本発明の背景 本発明の分野 本発明は発酵性砂糖溶液からエタノールを連続的に採取する装置に関するもので あり、砂糖溶液を酵母と混合し、かつ仕込んだ酵母と砂糖溶液とを分離する装置 を包含し、かつ大気圧よりも低い圧力を施すのに適した発酵容器を包含する。

先行技術の説明 ＥＰ−Ａ４４　４２８によって、でんぷん含有原料物質を細かに砕き、熱熟成し 、かつ糖化して、でんぶｌυまたはでんぷん含有原料物質からアルコール製造用 のもろみを製造することは既に公知である。抽出によって直接砂糖溶液を得るこ とのできる砂糖含有原料物質は若干公知であり、かつこのような砂糖溶液を分解 してグルコースにし、かつこのようにして得たもろみに発酵を行うことは公知で ある。発酵過程では、それぞれ使用原料物質及び使用もろみのいかんによって、 異なる条件が必要であり、かつ発酵を完結するのに比較的長い反応時間が必要で ある。もろみ及び発酵性基質がそれぞれ発酵中に濃度の変化する発酵性砂糖、並 びに発酵生成物を含有し、これが発酵の進行につれて反応速度、すなわち発酵速 度に悪影響を及ぼすことが公知の発酵方法の欠点である。

本発明の要約 今や本発明は、簡単な方法で大気圧よりも低い圧力を適用することができ、かつ 過度に発泡させることなく蒸留してアルコールを分離することができる最初に述 べたタイプの装置の提供を目的とする。本発明は更に、もろみで持続しており、 かつ連続操作で遭遇する状態に適用することによって、丁度持続している濃度を 最適な方法で考慮することができるように、発酵過程を細分して個個の段階を行 うことを目的とする。この課題を解決するために、本発明による装置は本質的に 、発酵容器が圧力封鎖、詳細には、弁またはポンプによって接続できるようにす るのに適した神数の管状容器から成っていること、個々の管状容器は板を包含し 、これは容器の軸の周りを回転することができ、少なくとも一部は発酵基質に浸 漬しており、かつ該軸とは９０°前後の角度をなしていること、及び管状容器は 独立した放出ガス導管を包含することが特徴である。発酵容器を細分して複数の 個々の管状容器にしであるために、種々の管状容器内では、異なる雰囲気、及び 、なかんずく異なる圧力を維持することができる。好ましい処理のために、発酵 を大気圧より低い圧力で行うのに従って、泡の形成の増大を予期しなければなら ない。発酵中に生じるこのような泡は、個々の管状容器が、容器の軸の周りを回 転することができ、かつ液相にそれぞれ上向き及び下向きの移動、並びに相反運 動を行わせる板を包含する場合には、簡単な方法で、消失させるか、あるいは形 成を防止することができる。

このためには、板を回転軸に対して、軸との間で９０’前後の角度になるような 方向にして、泳動静水圧を発生させ、これで泡を形成させないで脱気する。個々 の管状容器は圧力封鎖を介して相互に接続しであるために、個個の管状容器で異 なった圧力を維持することができ、かつ処理中に圧力を逐次減じるに従って、好 ましい操作方法を実現することができる。

保持されていて回転できる板を包含する同様な管状容器を混合及び分離装置とし て、本発明による装置の上流に配置することができ、このために本発明による提 案は、同じく管状容器から成る混合及び分離装置は容器の上流に配置し、かつ中 に容器と同じように、またはこれとは別に、容器の軸の周りを回転することがで き、しかも実質的にぴったり合った仕方で、管状容器の内側周辺をふさいでいる 板を配置しであること、板は少なくとも軸方向の一断面で分かるように、該軸に 対して交互に反対に傾斜させてあり、かつ容器の内側周辺に近接した位置に流通 路が一つ、及び軸に近接していて、該軸の反対側の位置に流通路が少なくとも一 つ、軸に近接した位置に流通路、及び隣接する板に設けてあって、軸方向に見て 、回転方向で１８０″ずらしである流通路があること、及び容器には、一端に酵 母用の、場合によっては砂糖溶液用の供給開口、及び消耗した砂糖溶液用、また は仕込み酵母スラッジ用の放出開口があり、かつ他端に砂糖溶液用の随時供給間 口、及び仕込み酵母スラッジ用、または消耗砂糖溶液用の放出開口があることで ある。残っている砂糖の消耗した相からの浮流相の分離は、この場合には、隣接 する室が板の幾何学的位置のために液面が低い場合には、ちょうど浮流している 相が、板の、軸に近い位置にある穴を経て、常にこの室内に流れ込むという事実 のために行われる。管状容器の内壁が板のために実質的にすき間なくふさがれて いるために、媒質の輸送は常に、液面の高い室から、液面の低い室に起こり、液 面の高さは管状容器の一部の低い方の領域内で隣接する板のそれぞれの接近、す なわち距離の程度に左右されることを指摘する。逆に、反対方向にある他のそれ ぞれの相の輸送は、各板には、軸に近接した位置及び軸からずっと遠い位置にあ って、回転方向で見て、隣接板とは互いに１８０６ずれている流通路があるとい う事実のために行われる。このように、軸に近い位置にある流通路、及び注目し ている板の軸から距離がずっと遠い位置にある流通路は、それぞれ板の一回転中 に液面下に移動し、従って、相応して液面がずっと低くなっている。注目してい る隣接室へのオーバーフロー現象が行われる。液面が連用的に昇降するために、 これらの流通路をずらして配置しであるために、軸に近い位置にある相の方向で の輸送、及び管状容器の反対方向で軸からの距離がｆっと遠い位相にある相の輸 送が起こる。

同時に、良好な混合作用、及び発酵させようとする砂糖と共に酵母の良好な仕込 みのために、このような装置では砂糖と共に仕込んだ酵母を消耗した砂糖溶液か ら分離することができることを示している。

本発明による装置を有利な方法で発展させ、発酵容器の管状容器には容器の反対 側の前面側部に近接した位置に仕込み静置用の供給開口及び放出間口を付け、か つ板には発Ｍ基体を供給開口から放出同口へ輸送するための流通路を付けるよう にする。板の移動を供給開口から放出同口への波相の輸送に直接使用する場合に は、隣接する空の間で異なった液面にするために、容器の内側のマントルとは実 質的にぴったり合ってふさがっていることるために外部装置を設ける場合には、 流通路を、板の外側輪郭と容器の内側マントルとの間の残っている環状のすき間 に作ることもできる。本発明を更に好ましく発展させた結果による場合には、次 の管状容器の圧力を逐次下げることができるように過程を選定し、すぐ次の発酵 容器の吸引圧力をすぐ前の発酵容器から媒質を取り出すのに使用することができ 、従って圧力差のために、既に方向性の流れを得ることができる。特に有利な方 法では、操作は管状容器三基を直列に接続して、少なくとも三段階で行い、圧力 は好ましくは、第一容器内では０．７５バール絶対圧と０．９５バール絶対圧と の間にし、第二容器では約０．２５バール絶対圧と０．５０バール絶対圧との間 にし、第三容器では０．１バール絶対圧と０．２５絶対圧との間にすることを指 摘する。この方法では、発酵を開始させる第一管状容器から、本質的に水蒸気、 二酸化炭素、及び既に極微量のアルコールを取り出すことができる。圧力を下げ て、第二管状容器の圧力にすれば、既にアルコール含有囚の多い蒸気を抽出する ことができるが、第三発酵容器からは、許容される残留アルコール含有Ｍを得る まで、実質的に純粋なエタノールを抽出することができる。複数段階でのこのよ うな処理では、得られる生成物が高純度であるという利点を示す。

発酵の終了後に、酵母を最低圧力にした容器から抽出することができ、最低圧力 にしである容器から抽出する酵母は、少なくとも一部を、場合によっては調整段 階を経て、混合及び分離装置に戻すことができることを指摘する。

図面の簡単な説明 下記では、図面に示しである実施態様を参考にして、本発明を更に説明する。

図面では、 第１図では発酵容器の第−実ｔｌＩ！ｊＩｉＩ！の輪方向の断面を示し、 第２図では混合及び分離装置の実施態様を同様に軸方向の断面で示し、 第３図では第２図による混合装置用の板の頂部平面図を示し、かつ 第４図では発酵性基質からアルコールを製造するために、第１図及び第２図に示 した構成要素から成る装置の模式図を示す。

好ましい実施態様の詳細な説明 第１図では、軸２の周りを回転するように軸受け３で支えられている管１から成 る発酵容器を示す。管の内側マントル４は板または円盤５と接続してあり、これ らは図示しである軸方向の断面によって交互に、一方を他方に対して反対に傾斜 させである。これらの板５の各には、それの周辺に近接して穴６があり、穴６は 、軸２の方向に見て、角度が１８０″分かれている。至７及び８は隣接する板５ の間に作られ、室７の中では、液面９は隣接する板５によって定められる位置の ために上昇するが、一方室８の中の液面は基底が広がるために低下することを指 摘する。穴６が液面下に沈む場合には、静水圧の差を、隣接する室７及び８の間 の輸送のために使用することができて、結果は矢１０の方向の方向性流れになる 。

第２図による混合及び分ｍ装置の実ｍ態様では、各板５には、回転の共通軸２に 対して、軸２に関して互いに反対になっている板５の位置に穴６が二個ある。こ のように、一枚の板の該両方の穴６は、軸２の周りの一回転に関して、相互に１ ８０’ずらしてあり、かつ軸に近接した位置にある穴６が媒質中に沈む場合には 、媒質は一つの室７と一つの室８との間で、矢１０の方向に流れるが、これに反 して軸から距離の遠い位置にある穴６が沈めば、反対方向に、矢１１の方向の流 れを生じる。板を再び管１と固く接続することはできるが、板を共通の回転軸に 固定することもでき、この場合には板の周辺で、回転性を示す最短距離にするこ とを指摘し、かつこれで隣接する室７及び８の間である程度流れの方法を変更す ることになる。絞りのＭＡＩ！ｌｉ面が十分に狭い場合には、液面はなおかなり の程度まで揚げられ、そのために二相の輸送方向が反対の方向になる。例えば、 浮流スラッジまたは泡のような比重の低い相は軸に近接した位置にある穴６のた めに、矢１０の方向に輸送されるが、比重の高い相は矢１１で示される反対方法 に、管のマントルに近接して輸送される。管１の表面の両端はぴったり期じるこ とができ、かつ図示はしてないが、供給開口及び排出開口を設けることができる 。第２図による説明図では、比重の高い方の相のための放出開口は管の左端に設 け、かつ比重の低い方の相、詳細には泡または浮流スラッジのための放出開口は 第２図による説明図の右側に設ける。

第２図による実施態様で使用する個々の板は第３図に示す形状をしている。これ らの板は実質的には長円形の板であり、軸から距離の遠い位置にある穴６は切り 捨て弓形として設計してあり、かつ軸に近接した位置にある穴６は丸穴として設 計しである。軸に近接した位置にある穴６も第３図に示すように、細長い穴１２ として設計することができる。各場合で、各一枚の板の、軸に対して互いに反対 の位置にある該両穴６は長円形板５の主軸１３に対して対称的に配置するのが有 利である。

第４図による模式図では、第２図に相当する混合及び分離装置に記号１４を付け である。未仕込み酵母用の供給導管１５及び砂糖の濃厚溶液用の別の供給導管１ ６は此の混合及び分離装置に開口している。更に、消耗砂糖溶液用の放出導管１ ７及び浮遊物、詳細には仕込みＭ出用の放出導管１８を設けである。第２図及び 第３図に関連して詳細に説明した流動條件のために、砂糖濃度の高い溶液と酵母 とを激しくかき混ぜながら、同時に砂糖溶液から浮遊している酵母の分離を行う ことができる。次に、仕込んだ酵母は導管１８を経て第−発酵管１９に入り、ガ ス導管２０を介してこれに約０．８バール絶対圧の圧力を施す。本模式説明図で は、発酵管１９の中で回転しながら支えられている板５は流通路を省略して示し である。しかしながら、発酵管１９の内側のマントル２１と板５の周辺の間には 、例えば、供給装置と反対の位置にある発酵管１９の末端で吸引圧力を加えるこ とによって方向性の流れを生じさせるのに十分なすき間がある。

このために、発酵管１９を次の第二発酵管２３とそれぞれ締め切り弁、または絞 り弁２２を介して接続し、該第二発酵管２３にはガス排出導管２４を介して、発 酵管１９の中の圧力よりも低い圧力を施す。第二発酵管２３内の圧力は、例えば 、０．３．バール絶対圧の程度に選定する。最後に、反対側から抽出する液体媒 質は、それぞれ締め切り弁または絞り弁２５を経て、それぞれ次の第三発酵容器 、すなわち発酵管２６に入る。発酵の完了後に、使用酵母を導管２７を経て抽出 し、かつ少なくとも一部を導管１５を経て混合及び分離装置１４に戻すことがで きる。

第三発酵管２６には、例えば、約０．１５バール絶対圧を施して、この第三発酵 管２６から実質的に純粋のアルコールを抽出することができるようにする。この ためにガス放出導管２８を設ける。

個々の発酵容器には、第４図に示しであるように、通路、すなわち穴の全くない 回転板５を容易に設けることもできる。これらの場合には、固定した中間板２９ を設けるが、軸に近接した位置にある領域は、それぞれ、流通路を設けるか、° あるいは環状のすき間が残るように軸を取り囲むことを指摘しておく。

凝集剤の供給導管は、模式図で記号３０を付けである。

ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　、！。

国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．砂糖溶液を酵母と混合し、かつ仕込んだ酵母と砂糖溶液とを分離する装置を 包含し、かつ大気圧よりも低い圧力を施すのに適した発酵容器を包含する、発酵 性砂糖溶液からエタノールを連続的に採取する装置において、発酵容器は圧力封 鎖、詳細には弁（２２、２５）、またはボンブに介して接続できるようにするの に適した複数の管状容器（１、１９、２３、２６）から成り、個個の管状容器（ １）は板（５）を包含し、これは容器の軸（２）の周りを回転することができ、 かつ少なくとも一部は発酵基質に浸漬しており、かつ該軸（２）とは９０°前後 の角度をなし、かつ管状容器（１）は独立したガス放出導管（２４、２８）を包 含することを特徴とする装置。
2. ２．管状容器から同じく成る混合及び分離装置（１４）を容器の上流に配置し、 かつ中には容器と同じように、あるいはこれとは別に、容器の軸の周りを回転す ることができ、しかも実質にぴつたり合った仕方で容器の内側周辺をふさいでい る板（５）を配置してあり、板（５）は軸方向の少なくとも一断面で分かるよう に、該軸（２）に対して交互に反対に傾斜させてあり、かつ容器の内側周辺に近 接した位置に流通路（６）が一つ、及び軸に近接していて、該軸の反対側の位置 に流通路（６）が少なくとも一つ、軸に近接した位置に流通路（６）及び軸方向 に見て、回転方向で１８０°ずらしてある隣接する板に設けてある内側周辺に近 接した位置に流通路（６）があり、かつ容器には一端に酵母用、場合によつては 砂糖溶液用の供給開口（１５）、及び消耗した砂糖溶液用、または仕込み酵母ス ラツジ用の放出開口（１７）があり、かつ他端に砂糖溶液用の随時供給開口、及 び仕込み酵母用、または消耗砂糖溶液用の放出口（１８）があることを特徴とす る第１項に記載の装置。
3. ３．発酵容器の管状容器には、容器の背中合わせの前面側部に近接した位置に配 置してある仕込み酵母用の供給開口、及び放出開口があり、かつ板（５）には発 酵基質を供給開口から放出開口に輸送するための流通路（６）があることを特徴 とする、第１項及び第２項に記載の装置。
4. ４．次の管状容器（１９、２３、２６）の圧力を逐次下げることができることを 特徴とする第１項、第２項、または第３項に記載の装置。
5. ５．最低圧力にしてある容器（２６）から抽出する酵母は少なくとも一部を混合 及び分離装置（１４）に戻すことができることを特徴とする第１項から第３項ま でのいずれかの一項に記載の装置。