PL228488B1 - Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych - Google Patents

Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych

Info

Publication number
PL228488B1
PL228488B1 PL407814A PL40781414A PL228488B1 PL 228488 B1 PL228488 B1 PL 228488B1 PL 407814 A PL407814 A PL 407814A PL 40781414 A PL40781414 A PL 40781414A PL 228488 B1 PL228488 B1 PL 228488B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
fermentation
waste
ethanol
added
starch
Prior art date
Application number
PL407814A
Other languages
English (en)
Other versions
PL407814A1 (pl
Inventor
Joanna Kawa-Rygielska
Witold Pietrzak
Ewelina Dziuba
Józef Błażewicz
Original Assignee
Univ Przyrodniczy We Wroclawiu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Przyrodniczy We Wroclawiu filed Critical Univ Przyrodniczy We Wroclawiu
Priority to PL407814A priority Critical patent/PL228488B1/pl
Publication of PL407814A1 publication Critical patent/PL407814A1/pl
Publication of PL228488B1 publication Critical patent/PL228488B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Metoda produkcji etanolu z odpadów przemysłu piekarskiego polega na tym, że proces fermentacji prowadzony jest z dodatkiem preparatu enzymatycznego, hydrolizującego skrobię nieskleikowaną, enzymu proteolitycznego i drożdży gorzelniczych. Wynalazek może znaleźć zastosowanie w przemyśle gorzelniczym do produkcji etanolu na cele spożywcze lub techniczne, przemyśle paliwowym do produkcji bioetanolu oraz w przemyśle piekarskim jako metoda zagospodarowania odpadów produkcyjnych i zwrotów niesprzedanego produktu.

Description

(21) Numer zgłoszenia: 407814 (51) IntCI.
C12G 3/02 (2006.01) C12P 7/06 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 07.04.2014 (54)
Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych
(73) Uprawniony z patentu: UNIWERSYTET PRZYRODNICZY WE WROCŁAWIU, Wrocław, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 12.10.2015 BUP 21/15 (72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: JOANNA KAWA-RYGIELSKA, Marcinkowice, PL WITOLD PIETRZAK, Wrocław, PL EWELINA DZIUBA, Wrocław, PL
30.04.2018 WUP 04/18 JÓZEF BŁAŻEWICZ, Wrocław, PL
(74) Pełnomocnik: rzecz, pat. Anna Olszewska
DO oo oo oo
CM
CM
Ω.
PL 228 488 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych.
Wynalazek może znaleźć zastosowanie w przemyśle gorzelniczym do produkcji etanolu na cele spożywcze lub techniczne, przemyśle paliwowym do produkcji bioetanolu oraz w przemyśle piekarskim jako metoda zagospodarowania odpadów produkcyjnych i zwrotów niesprzedanego produktu.
Produkcja paliw odnawialnych jest ważna z uwagi na wyczerpywanie się światowych zasobów paliw kopalnych. Jednym z najpopularniejszych paliw odnawialnych jest etanol paliwowy tzw. bioetanol. Zarówno tradycyjne surowce jak i technologie ich przerobu wymagają znacznych nakładów kosztów wobec czego poszukiwane są nowe, tanie materiały i procesy produkcji alkoholu. Dotychczas stosowane technologie oparte są na wysokotemperaturowym kleikowaniu i upłynnianiu skrobi zawartej w surowcu z udziałem amylolitycznych preparatów enzymatycznych. Nowoczesne preparaty enzymatyczne wykazują wysoką aktywność wobec skrobi natywnej (nieskleikowanej) więc ich stosowanie pozwala na znaczne obniżenie kosztów produkcji przez wyeliminowanie nakładów energii koniecznych do skleikowania skrobi zawartej w surowcu.
Podejmuje się liczne próby zagospodarowania odpadów przemysłu piekarniczego. Dostępne są publikacje, w których przedstawiono opisy wykorzystania odpadów przemysłu piekarniczego w różnorodnych procesach technologicznych i biotechnologicznych do wytwarzania produktów pomocniczych w przemyśle spożywczym, kosmetycznym lub chemicznym. Patent US 7,968,322 opisuje metodę biologicznego wytwarzania wodoru w reaktorze z unieruchomionymi komórkami biokatalizatora (bakterii), w której jednym z zaproponowanych substratów podłoża produkcyjnego jest odpadowe pieczywo. Natomiast w patencie US 4,613,506 opisano metodę przygotowania zakwasu piekarskiego, do przygotowania którego używa się odpadowego chleba w ilości 85% zasypu i poddaje fermentacji. Pieczywo uzyskane z udziałem takiego zakwasu charakteryzuje się zadowalającymi cechami organoleptycznymi.
Odpady przemysłu piekarniczego mogą także stanowić alternatywę dla tradycyjnych, skrobiowych surowców gorzelniczych. Znane jest wykorzystanie odpadów piekarniczych (zwrotów niesprzedanego pieczywa pszennego) do produkcji etanolu stosując dwustopniową technologię hydrolizy enzymatycznej surowca a następnie fermentację etanolową (Ebrahimi F., Khanahmadi M., Roodpeyma S., Taherzadeh M.J. Ethanol production from bread residue. Biomass & Bioenergy, 2008, 32, s. 333-337). Stwierdzono, że odpady piekarnicze są wydajnym surowcem do produkcji etanolu na drodze fermentacji.
Zastosowanie nowoczesnego preparatu enzymatycznego efektywnie hydrolizującego skrobię nieskleikowaną może znacznie obniżyć koszty produkcji etanolu z odpadów piekarniczych z zachowaniem wysokiej wydajności procesu.
Jak wynika z badań, zastosowanie dodatkowego, wstępnego etapu hydrolizy odpadów chleba pszenno-żytniego z wykorzystaniem preparatu enzymatycznego o wielokierunkowej specyficzności substratowej (a-amylaza, β-glukanaza, preteaza, pentozanaza i celulaza) przed etapem kleikowania i upłynniania surowca powoduje zwiększenie dynamiki oraz wydajności fermentacji (Kawa-Rygielska J., Pietrzak W., Czubaszek A. Characterization of fermentation of waste wheat-rye bread mashes with the addition of complex enzymatic preparations. Biomass & Bioenergy, 2012, 44, s. 17-22).
Znana jest metoda zwiększania dynamiki i wydajności procesu jednoczesnego scukrzania i fermentacji nieskleikowanej skrobi pszenno-żytniej z udziałem preparatu enzymatycznego wykazującego aktywność hydrolityczną na powierzchni ziaren skrobiowych poprzez zastosowanie wstępnego etapu ogrzewania wodnej zawiesiny surowca z enzymami hydrolizującymi białka oraz polisacharydy nieskrobiowe (Balcerek M., Pielech-Przybylska K. Effect of simultaneous saccharification and fermentation of native triticale starch on the dynamics and efficiency of process and composition of the distillates obtained. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2012, 88, s. 615-622).
W dostępnej literaturze brak jest opisu procesu fermentacji etanolowej metodą jednoczesnego scukrzania i fermentacji z udziałem preparatu hydrolizującego skrobię nieskleikowaną, w którym jako surowiec użyte zostały odpady przemysłu piekarniczego.
Obecnie odpady piekarskie wykorzystywane są jako dodatek paszowy jednakże tylko w przypadku braku objawów zakażenia materiału pleśnią. Poza tym mogą być użyte jako materiał opałowy lub składowane na wysypiskach.
Ze względu na korzystny skład chemiczny (wysoka zawartość skrobi i cukrów) odpady przemysłu piekarskiego mogą być wykorzystane jako surowiec do produkcji etanolu w procesie jednoczesnego scukrzania i fermentacji z wykorzystaniem enzymu hydrolizującego skrobię nieskleikowaną.
PL 228 488 B1
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że do odpadów piekarniczych, stanowiących 15-30% wagowych podłoża fermentacyjnego dodaje się wodę, miesza się i ustala pH zawiesiny do wartości od 4,0 do 5,0. Następnie dodaje się enzym proteolityczny oraz enzym hydrolizujący skrobię nieskleikowaną w ilościach zalecanych przez producenta, całość miesza się, następnie dodaje się drożdże gorzelnicze w ilości od 1 do 2 g na kilogram podłoża fermentacyjnego, fermentację prowadzi się w temperaturze od 30 do 37°C podłoża.
Korzystnie jest, gdy przed dodaniem enzymów proteolitycznego oraz hydrolizującego skrobię nieskleikowaną, dodaje się kompleksowy preparat enzymatyczny wykazującego aktywność hydrolityczną wobec: skrobi, celulozy, białek, pentozanów oraz β-glukanu, w ilościach zalecanych przez producenta, po czym temperaturę mieszaniny podgrzewa się do 45°C i utrzymuje ją maksymalnie 60 minut przy ciągłym mieszaniu i mieszaninę schładza się do 35°.
Korzystnie również jest, gdy odpady piekarnicze, stanowią od 15% do 30% wagowych podłoża fermentacyjnego
Korzystnie także jest, gdy fermentację prowadzi się w temperaturze podłoża 35°C.
Fermentacja etanolowa podłóż zawierających odpady przemysłu piekarskiego z udziałem enzymu hydrolizującego skrobię natywną charakteryzuję się zbliżoną dynamiką i wydajnością do tradycyjnego procesu osobnej hydrolizy (zacierania) i fermentacji. Ponadto zastosowanie wstępnego etapu niskotemperaturowej hydrolizy pozwala na wstępne upłynnienie surowca i polepszenie dynamiki fermentacji oraz uzyskanie wyższej wydajności alkoholu.
Przedmiotem wynalazku jest bliżej określony w przykładach wykonania, nie ograniczających jego zakresu.
P r z y k ł a d 1
Do zbiornika fermentacyjnego o pojemności 300 ml naważa się 30 g (w odniesieniu do suchej masy) rozdrobnionych odpadów przemysłu piekarskiego, którymi są spleśniałe pieczywo żytnie i ok. 100 ml wody destylowanej ogrzanej do temperatury 35°C. Całość miesza się i ustala pH zawiesiny do wartości 4,0 przy użyciu roztworu kwasu siarkowego (VI). Następnie uzupełnia się masę zawiesiny do 200 g przy użyciu wody destylowanej o temperaturze 35°C i dodaje preparaty STARGEN 002 (glukoamylaza hydrolizująca skrobię nieskleikowaną) Neutrase 0,8L (proteaza) w objętościach zalecanych przez producentów oraz wcześniej uwodnione lub namnożone drożdże gorzelnicze w ilości 0,2 g w odniesieniu do suchej masy. Następnie kolby zamyka się szczelnie korkiem z zamocowaną rurką fermentacyjną i pozostawia w temperaturze 35°C. Fermentację etanolową prowadzi się przez 48-72 h stosując mieszanie. Po tym czasie etanol oddziela się z przefermentowanego zacieru i zatęża stosując destylację frakcyjną.
P r z y k ł a d 2
Postępuje się jak w przykładzie 1, z tym, że do zbiornika fermentacyjnego o pojemności 300 ml naważa się 60 g (w odniesieniu do suchej masy) rozdrobnionych odpadów przemysłu piekarskiego, którymi są odpady chleba pszenno-żytniego po terminie przydatności do spożycia i ok. 100 ml wody destylowanej o temperaturze 35°C. Całość miesza się i ustala pH zawiesiny do wartości 4,5 przy użyciu roztworu kwasu siarkowego (VI). Następnie uzupełnia się masę zawiesiny do 200 g przy użyciu wody destylowanej o temperaturze 35°C i dodaje preparat enzymatyczny Ceremix 6X MG (a-amylaza, β-glukanaza, pentozanaza, celulaza, proteaza) w ilości zalecanej przez producenta. Masę zawiesiny uzupełnia się do 200 g przy użyciu wody destylowanej o temperaturze 35°C, a następnie całą zawiesinę podgrzewa się do temperatury 45°C przy ciągłym mieszaniu. Temperaturę 45°C utrzymuje się przez maksymalnie 60 minut przy ciągłym mieszaniu. Następnie temperaturę zawiesiny obniża się do 35°C i dodaje preparaty STARGEN 002 (glukoamylaza hydrolizująca skrobię nieskleikowaną) i Neutrase 0,8L (proteaza) w objętościach zalecanych przez producentów oraz wcześniej uwodnione lub namnożone drożdże gorzelnicze w ilości 0,3 g w odniesieniu do suchej masy. Dalsze postępowanie prowadzi się tak jak w przykładzie 1.
P r z y k ł a d 3
Postępuje się tak jak w przykładzie 2, z tym, że do zbiornika fermentacyjnego o pojemności 300 ml naważa się 45 g (w odniesieniu do suchej masy) rozdrobnionych odpadów przemysłu piekarskiego, którymi są odpady chleba pszennego porażonego pleśnią po terminie przydatności do spożycia i ok. 100 ml wody destylowanej temperaturze 35°C. Całość miesza się i ustala pH zawiesiny do wartości 5,0 przy użyciu roztworu kwasu siarkowego (VI). Następnie uzupełnia się masę zawiesiny do 200 g przy użyciu wody destylowanej o temperaturze 35°C i dodaje preparat enzymatyczny Ceremix 6X MG (a-amylaza, β-glukanaza, pentozanaza, celulaza, proteaza) w ilości zalecanej przez producenta.
PL 228 488 B1
Masę zawiesiny uzupełnia się do 200 g przy użyciu wody destylowanej o temperaturze 35°C, a następnie całą zawiesinę podgrzewa się do temperatury 45°C przy ciągłym mieszaniu. Temperaturę 45°C utrzymuje się przez maksymalnie 60 minut przy ciągłym mieszaniu. Następnie temperaturę zawiesiny obniża się do 35°C i dodaje preparaty STARGEN 002 (glukoamylaza hydrolizująca skrobię nieskleikowaną) i Neutrase 0,8L (proteaza) w objętościach zalecanych przez producentów oraz wcześniej uwodnione lub namnożone drożdże gorzelnicze w ilości 0,4 g w odniesieniu do suchej masy. Dalsze postępowanie prowadzi się tak jak w przykładzie 1.

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania etanolu, na drodze fermentacji etanolowej, z wykorzystaniem odpadów piekarniczych, znamienny tym, że do odpadów piekarniczych, stanowiących co najmniej 15% wagowych podłoża fermentacyjnego dodaje się wodę, miesza się i ustala pH zawiesiny do wartości od 4,0 do 5,0, po czym dodaje się enzym proteolityczny oraz enzym hydrolizujący skrobię nieskleikowaną w ilościach zalecanych, całość miesza się, następnie dodaje się drożdże gorzelnicze w ilości od 1 do 2 g na kilogram podłoża fermentacyjnego, fermentację prowadzi się w temperaturze od 30°C do 37°C podłoża.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed dodaniem enzymów proteolitycznego oraz hydrolizującego skrobię nieskleikowaną, dodaje się kompleksowy preparat enzymatyczny wykazującego aktywność hydrolityczną wobec: skrobi, celulozy, białek, pentozanów oraz β-glukanu, w ilościach zalecanych, po czym temperaturę mieszaniny podgrzewa się do 45°C i utrzymuje ją maksymalnie 60 minut przy ciągłym mieszaniu i mieszaninę schładza się do 35°.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odpady piekarnicze, stanowią od 15% do 30% wagowych podłoża fermentacyjnego
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fermentację prowadzi się w temperaturze 35°C podłoża.
PL407814A 2014-04-07 2014-04-07 Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych PL228488B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407814A PL228488B1 (pl) 2014-04-07 2014-04-07 Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407814A PL228488B1 (pl) 2014-04-07 2014-04-07 Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL407814A1 PL407814A1 (pl) 2015-10-12
PL228488B1 true PL228488B1 (pl) 2018-04-30

Family

ID=54266797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL407814A PL228488B1 (pl) 2014-04-07 2014-04-07 Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL228488B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025133070A1 (en) * 2023-12-21 2025-06-26 Puratos Nv Sourdough products

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025133070A1 (en) * 2023-12-21 2025-06-26 Puratos Nv Sourdough products
BE1032257B1 (nl) * 2023-12-21 2025-07-23 Puratos Zuurdesem producten

Also Published As

Publication number Publication date
PL407814A1 (pl) 2015-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pietrzak et al. Ethanol fermentation of waste bread using granular starch hydrolyzing enzyme: Effect of raw material pretreatment
Cinelli et al. A brief review on the emerging technology of ethanol production by cold hydrolysis of raw starch
US20060275882A1 (en) Mash viscosity reduction
Chu-Ky et al. Simultaneous liquefaction, saccharification and fermentation at very high gravity of rice at pilot scale for potable ethanol production and distillers dried grains composition
US20040115779A1 (en) Fermentation process
WO2002074895A2 (en) Fermentation process including the use of enzymes
CN102647918A (zh) 用于淀粉加工的α-淀粉酶混合物及其使用方法
Kawa-Rygielska et al. Characterization of fermentation of waste wheat-rye bread mashes with the addition of complex enzymatic preparations
EP1259630A1 (en) Fermentation with a phytase
CN105264062A (zh) 用于酵母繁殖的系统和方法
AU2017245362B2 (en) Enzymatic digestion of microalgal biomass for lipid, sugar, and protein recovery
EP2931910A1 (en) A process for producing high glucose compositions by simultaneous liquefaction and saccharification of starch substrates
EP3177729B1 (en) Improved batch time in fermentation processes by using xylanase and pectinase
US20090117630A1 (en) Fermentation product processes
CN101880614A (zh) 一种核桃酒的酿制方法
Strąk‐Graczyk et al. Simultaneous saccharification and fermentation of native rye, wheat and triticale starch
WO2015021601A1 (en) Simultanenous liquifaction and malto-saccharification
PL228488B1 (pl) Sposób otrzymywania etanolu z odpadów piekarniczych
Strąk et al. Fermentation Efficiency of High-Gravity Rye Mashes using Pressureless Starch Liberation Methods.
KR101043443B1 (ko) 맥주발효 폐 상등액의 동시당화 발효공정에 의한 바이오 에탄올의 생산방법
EP3177727B1 (en) Dewatering methods in fermentation processes
Nasidi et al. Bioconversion of degraded husked sorghum grains to ethanol
Ramos Neyra et al. Emerging Biorefinery Approaches to Produce Microbial Amylases and their Formulations and Applications in the Food Industry
WO2012049737A1 (ja) デンプン分解酵素活性及び食物繊維分解酵素活性が増強された液体麹の製造方法
RU2237718C1 (ru) Способ производства спирта из отходов