RU2000330C1

RU2000330C1 - Method of preparing ethyl alcohol from raw grain

Info

Publication number: RU2000330C1
Application number: SU05019240A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Сергиенко; занов Станислав Николаевич Р; Григорий Иванович Дудченко; Лев Николаевич Климутин; Борис Алексеевич Устинников; Владимир Иванович Ярмош
Original assignee: Производственное объединение спиртовой, ликеро-водочной и пищевой биотехнологии "Кристалл"
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1993-09-07

Abstract

Использование: в спиртовой промышленности . Сущность изобретени : зерновое сырье измельчают, смешивают с водой, разваривают , осахаривают, раздел ют на два потока о соотношении 1:10, отбира больший поток на брожение, а меньший допол- нительно осахариоают, ввод т молочнокислые бактерии, выдерживают дл подкислени , ввод т источник фосфора и раздел ют на две части в соотношении 1:10. Большую часть пастеризуют при 70-75&deg;С, охлаждают до температуры складки и ввод т ззсевные дрожжи, полученные по методу чистой культуры в увеличивающемс объеме сусла от колбы до маточника, а затем подают на брожение совместно с оставшимс большим потоком свежего осахаренного сусла, Меньший поток возвращают на стадию приготовлени маточных дрожжей,.осуществл предварительно глубокую стерилизацию до 95-100&deg;С и охлаждение до температуры складки. Полученную бражку направл ют на перегонку и ректификацию с получением высококачественного ректификованного спирта. 70 сUsage: in the alcohol industry. The inventive grain is crushed, mixed with water, boiled, saccharified, divided into two streams at a ratio of 1:10, selected a larger stream for fermentation, and a smaller one is additionally saccharized, introduced lactic acid bacteria, kept for acidification, introduced source of phosphorus and is divided into two parts in a ratio of 1:10. Most of them are pasteurized at 70-75 ° C, cooled to a fold temperature, and sowing yeast obtained by pure culture is introduced in an increasing volume of wort from the flask to the mother liquor, and then it is fermented together with the remaining large stream of fresh saccharified wort. A smaller stream is returned to the stage of preparation of the master batch yeast. It was preliminarily deep sterilized to 95-100 ° C and cooled to the fold temperature. The resulting mash is sent to distillation and rectification to obtain high-quality rectified alcohol. 70 s

Description

N3 ОN3 O

Изобретение относитс к спиртовой промышленности, в частности к способам производства этилового спирта из зернового сырь .The invention relates to the alcohol industry, in particular to methods for the production of ethyl alcohol from grain raw materials.

Известен способ производства этилового спирта из зернового сырь , предусматривающий измельчение сырь , разваривание, охлаждение, осахаривание. введение молочной кислоты, стерилизацию и сбраживание .A known method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, comprising grinding the raw material, boiling, cooling, saccharification. the introduction of lactic acid, sterilization and fermentation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ производства этилового спирта из крахмал-содержащего сырь , предусматривающий измельчение сырь , смешивание его с водой, разваривание, осахаривание. приготовление засевных дрожжей путем последовательного разведени чистой культуры в увеличивающемс объеме сусла от пробирки до маточника, разделение осахаренного сусла на два потока в соотношении 1:10, больший из которых направл ют на брожение, а меньший на дрожжегенера- цию, введение в меньший поток сусла молочнокислых бактерий, выдержку, на стерилизацию, охлаждение, введение засевных дрожжей, сбраживание, перегонку и ректификацию спирта 2.The closest in technical essence and the achieved effect is a method for the production of ethyl alcohol from starch-containing raw materials, which involves grinding the raw material, mixing it with water, boiling, saccharification. preparation of seed yeast by successive dilution of pure culture in an increasing volume of wort from the test tube to the mother liquor, separation of sugared wort into two streams in a ratio of 1:10, the larger of which is sent to fermentation, and the smaller to yeast generation, the introduction of lactic acid into the smaller stream of wort bacteria, aging, sterilization, cooling, introduction of seed yeast, fermentation, distillation and rectification of alcohol 2.

СО СОСО СО

оabout

Сущность изобретени заключаетс в том, что в способе производства этилового спирта из крэхмалсодержащего сырь , предусматривающем измельчение сырь , смешивание его с водой, разваривание, осахаривание, приготовление засевных дрожжей путем последовательного разведени чистой культуры в увеличивающемс объеме сусла от колбы до маточника, разделение осахаренного сусла на два потока в соотношении 1:10, больший из которых направл ют на сбраживание, а меньший на дрожжегенерацию, введение в меньший дрожжевой поток молочнокислых бактерий, выдержку, охлаждение, введение засевных дрожжей, сбраживание, перегонку и ректификацию , согласно изобретению перед введением в сусло молочнокислых бактерий его дополнительно осахаривают, а на стадии выдержки в сусло ввод т источник фосфора и раздел ют сусло на две части в соотношении 1:10, осуществл пастеризацию, охлаждение и введение засевных дрожжей в большую часть, а меньшую возвращают на стадию приготовлени засевных дрожжей в маточник, осуществл предварительную глубокую стерилизацию при 95-100°С и охлаждение до температуры складки.The essence of the invention lies in the fact that in a method for the production of ethyl alcohol from starch-containing raw materials, which involves grinding the raw material, mixing it with water, boiling, saccharification, preparation of seed yeast by successive dilution of pure culture in an increasing volume of wort from the flask to the mother liquor, separation of saccharified two streams in a ratio of 1:10, the larger of which is directed to fermentation, and the smaller to yeast generation, the introduction of lactic acid bacteria into the smaller yeast stream, in Holding, cooling, introducing sowing yeast, fermentation, distillation and rectification, according to the invention, before introducing lactic acid bacteria into the wort, it is additionally saccharified, and at the stage of exposure, a source of phosphorus is introduced into the wort and the wort is divided into two parts in a ratio of 1:10, carried out pasteurization, cooling, and introduction of seed yeast into a large part, and the smaller one is returned to the stage of preparation of seed yeast in the mother liquor, carried out preliminary deep sterilization at 95-100 ° C and cooling to the storage temperature ki.

В результате осуществлени данной совокупности признаков решаетс задача - улучшение качества спирта. Качество спирта тесно св зано с проведением брожени и жизнеде тельностью дрожжей. Максимальна скорость размножени дрожжей возможна лишь при об зательной и строгой сбалансированности процессов анаболизма и катаболизма. Факторы тормоз щие скорость роста дрожжей, могут быть самыми разнообразными. Прежде всего они могут быть св заны с несбалансированностью состава питательной среды. Решаетс задача - сбалансировать состав среды и создать оптимальные услови развити дрожжей и сбраживани сусла.As a result of this set of features, the problem is solved - improving the quality of alcohol. The quality of the alcohol is closely related to the fermentation and vitality of the yeast. The maximum rate of yeast reproduction is possible only with the obligatory and strict balance of the processes of anabolism and catabolism. Factors inhibiting the growth rate of yeast can be very diverse. First of all, they can be associated with an imbalance in the composition of the nutrient medium. The problem is solved - to balance the composition of the medium and create optimal conditions for the development of yeast and fermentation of wort.

При дополнительном осахаривании под действием мультиэнзимного комплекса амилолитических ферментов солода или грибной культуры происходит глубокий гидролиз составных компонентов сусла. Молочнокислые бактерии помимо образовани молочной кислоты, подкисл ющей сусло, обогащают его биологически активными веществами , в т.ч. и витаминами.With additional saccharification under the action of the multi-enzyme complex of amylolytic enzymes of malt or fungal culture, deep hydrolysis of the components of the wort occurs. Lactic acid bacteria, in addition to the formation of lactic acid, which acidifies the wort, enrich it with biologically active substances, including and vitamins.

При стерилизации сусла происходит автолиз бактерий и выделение биологически активных веществ, например, аминокислот, пептидов, которые необходимы дрожжам дл их жизнеде тельности.When wort is sterilized, autolysis of bacteria and the release of biologically active substances, for example, amino acids, peptides, which are necessary for the yeast to survive, takes place.

Получив таким образом среду, содержащую легко усваиваемые дрожжами углеводы и азотистые вещества, введ дополнительно источник фосфора, создаетс сбалансированный состав среды,необходимый дл жизнеде тельности дрожжей благодар Having thus obtained a medium containing easily digestible carbohydrates and nitrogenous substances by the yeast, by introducing an additional source of phosphorus, a balanced composition of the medium is created, which is necessary for yeast life due to

совокупности существенных признаков: дополнительное осахаривание, введение источника фосфора1 в присутствии молочнокислых бактерий. Сбалансированность среды и раздельна термическа обработка способствует снижению содержани высших спиртов, накапливающихс в результате жизнеде тельности дрожжей на стадии спиртового брожени , что ведет к улучшению качества спирта. Использование чистой культуры дрожжей стабилизирует процесс брожени , исключает сверхнормативное накопление органических кислот в бражке, что также способствует улучшению качества спирта. Впервые вcombination of essential features: additional saccharification, introduction of a source of phosphorus1 in the presence of lactic acid bacteria. A balanced medium and separate heat treatment reduce the content of higher alcohols that accumulate as a result of yeast vital activity at the stage of alcoholic fermentation, which leads to an improvement in the quality of alcohol. The use of a pure yeast culture stabilizes the fermentation process, eliminates excess accumulation of organic acids in the mash, which also helps to improve the quality of alcohol. First time in

предлагаемом способе создаютс оптимальные услови дл развити дрожжей как на стадии моточных дрожжей, так и засевных благодар циркул ции потока.The proposed method creates optimal conditions for the development of yeast both at the stage of skein yeast and sowing due to the circulation of the flow.

Таким образом, источник азота дрожжиSo the source of nitrogen is yeast

усваивают за счет жизнеде тельности и автолиза бактерий, а фосфор ввод т в дополнительно гидролизованную среду, что позвол ет сбалансировать содержание углеводов , азота и фосфора.they are absorbed due to the vitality and autolysis of bacteria, and phosphorus is introduced into an additionally hydrolyzed medium, which makes it possible to balance the content of carbohydrates, nitrogen, and phosphorus.

0и хот введение фосфора на стадии0 and although the introduction of phosphorus at the stage

дрожжегенерации известно (см. например, а.с. 1170783, кл. С 12 Р 7/06,1984), введение его в совокупности с молочнокислыми бактери ми , создающими благопри тные усло5 ви дл размножени дрожжей, и симбиоз дрожжей и молочнокислых бактерий как на стадии маточных дрожжей, так и на стадии засевных дает новый технический результат - улучшение и ускорение условий брожени yeast generation is known (see, for example, A.S. 1170783, class C 12 P 7 / 06.1984), its introduction together with lactic acid bacteria, which create favorable conditions for the propagation of yeast, and the symbiosis of yeast and lactic acid bacteria as at the stage of uterine yeast, and at the inoculum stage gives a new technical result - improvement and acceleration of fermentation conditions

0 и улучшение качества спирта, т.к. дрожжи на всех стади х работают на полноценной питательной среде,сбалансированной по С:N : Р, при этом азот не ввод т извне, как это имеет место в известных технических реше5 ни х, а выдел етс в результате жизнеде тельности бактерии и автолиза.0 and improving the quality of alcohol, because the yeast at all stages operates on a complete nutrient medium balanced in C: N: P, and nitrogen is not introduced from the outside, as is the case with known technical solutions, but is released as a result of bacterial viability and autolysis.

Вли ет также нз технический результат раздельна термическа обработка сусла: пастеризаци , а затем стерилизаци приThe technical result also affects the separate heat treatment of the wort: pasteurization, and then sterilization with

0 жестком режиме позвол ют создать благопри тные услови дл развити маточных и засевных дрожжей, предотвратить инфицирование сусла. В результате осуществлени всей совокупности признаков решаетс за5 дача - интенсивное дрожжегенерирование, что вл етс важным фактором дл обеспечени микробиологической чистоты брожени , увеличени биомассы дрожжей и их качества, а это недст к получению нового те/ничеоого г,и v/льтгпп повышению качества спирта за счет ускорени брожени и более полного сбраживани Сахаров, а также снижени накоплени высших спиртов и органических кислот.In the severe regimen, favorable conditions can be created for the development of uterine and inoculant yeast and the infection of wort is prevented. As a result of the implementation of the totality of signs, the problem is solved - intensive yeast generation, which is an important factor for ensuring the microbiological purity of fermentation, increasing the biomass of yeast and their quality, and this is inadmissible to obtain new technical g, and v / LTPP to improve the quality of alcohol for by accelerating fermentation and more complete fermentation of Sugars, as well as reducing the accumulation of higher alcohols and organic acids.

В этом и заключаетс причинно-следственна св зь между существенными признаками и полученным результатом.This is the causal link between the essential features and the result.

Предложенный способ осуществл ют следующим образом.The proposed method is carried out as follows.

Крахмалсодержащее сырье по известной технологии измельчают, смешивают с водой, разваривают, охлаждают до температуры осахаривани и осахаривают. Осаха- ренное сусло раздел ют на два потока в соотношении 1:10, больший из которых направл ют на сбраживание. Меньший поток сусла отбирают в дрожжанку, дополнительно осахаривают, внос т эасеоную культуру молочнокислых бактерий и выдерживают до повышени кислотности до2.0-2,2°(рН 3,6- 3.8) и ввод т источник фосфора. Подкисленное сусло с фосфором раздел ют на две части в соотношении 1:10, большую из которых пастеризуют, охлаждают и ввод т за- севные дрожжи, которые предварительно выращивают на сусло-агаре в пробирках, хран т культуру и пересеивают на свежую питательную среду на сусло-агар. Затем осуществл ют разведение частей культуры путем ее последовательного пересева с доведением объема среды до производственной дрожжанки или дрожжегенератора на осахаренное сусло. Засевные дрожжи из бутылки в маточник задают при 30°С, брожение в маточнике осуществл ют при 25-30°С в течение 24 ч. По достижении видимого отброда 5-6° по сахарометру полученные дрожжи ввод т в качестве эасевных в большую часть охлажденного пастеризованного сусла. Меньшую часть отделенного потока сусла направл ют на стадию приготовлени засевных дрожжей п маточник, осуществл глубокую стерилитацию и охлаждение до температуры складки.The starch-containing raw materials are ground according to known technology, mixed with water, boiled, cooled to saccharification temperature and saccharified. The sugared wort is divided into two streams in a ratio of 1:10, the larger of which is sent to fermentation. A smaller wort stream is taken into the yeast, additionally saccharified, an eaceone culture of lactic acid bacteria is introduced and maintained until the acidity is increased to 2.0-2.2 ° (pH 3.6-3.8) and a source of phosphorus is introduced. The acidified wort with phosphorus is divided into two parts in a ratio of 1:10, the majority of which is pasteurized, cooled and introduced sowing yeast, which is pre-grown on wort agar in test tubes, stored in culture and transferred to fresh nutrient medium for wort agar. Then parts of the culture are diluted by sequentially reseeding it to bring the volume of medium to a production yeast or yeast generator for saccharified wort. Sowing yeast from the bottle into the mother liquor is set at 30 ° C, fermentation in the mother liquor is carried out at 25-30 ° C for 24 hours. Upon reaching the visible offspring of 5-6 ° by the sugar meter, the obtained yeast is introduced as seed in the majority of the cooled pasteurized wort. A smaller portion of the separated wort stream is sent to the seed sowing yeast preparation step, by deep sterilization and cooling to the fold temperature.

Готовые дрожжи подают в бродильную батарею вместе с оставшимс потоком охлажденного осахаренного сусла и начинают вести процесс брожени . Полученную бражку направл ют на брагоректификационную установку, на которой получают очищенный ректификованный спирт.The finished yeast is fed into the fermentation battery along with the remaining stream of chilled saccharified wort and the fermentation process begins. The resulting mash is sent to a distillation unit, where purified rectified alcohol is obtained.

П р и м е р 1. Зерновое сырье - пшеницу измельчают на дезинтеграторе, смешивают с водой в соотношении 1:2,8 до концентрации 18% СВ и разваривают при 135°С при давлении 0,04 МПа в течение 50 мин. Разваренную массу охлаждают до 60°С и осахаривают глубинной культурой продуцентов амилолитических ферментов - глюкавамо- рином Гх амилосубтилином Гх. Продолжительность осахаривани 20 мин. Содержание сухих веществ в сусле 18%.PRI me R 1. Grain raw materials - wheat is crushed on a disintegrator, mixed with water in a ratio of 1: 2.8 to a concentration of 18% CB and boiled at 135 ° C at a pressure of 0.04 MPa for 50 minutes The boiled mass is cooled to 60 ° C and saccharified by the deep culture of producers of amylolytic enzymes - glucavamorine Gx, amylosubtilin Gx. The saccharification time is 20 minutes. The solids content in the wort is 18%.

От осахаренной массы отбирают 1/10 часть, дополнительно осахаривают солодом 5 в количестве 300 кг на 1 м3 сусла, ввод т молочнокислые бактерии е количестве 2% по объему сусла и в ыдержиьгют дл заки- сани сусла до рН 3,6. На стадии выдержки в подкисленное сусло ввод т 130 г одноза0 мещенного фосфата кали (KhfcPO) на 1 м3 сусла и раздел ют сусло на две части в соотношении 1:10.1/10 part is taken from the saccharified mass, additionally saccharified with malt 5 in the amount of 300 kg per 1 m3 of wort, lactic acid bacteria are introduced in an amount of 2% by volume of the wort and aged for acidification of the wort to pH 3.6. At the holding stage, 130 g of disubstituted potassium phosphate (KhfcPO) per 1 m3 of wort is introduced into the acidified wort and the wort is divided into two parts in a ratio of 1:10.

Большую часть сусла пастеризуют при 75°С з течение 30 мин, охлаждают до 30 СMost of the wort is pasteurized at 75 ° C for 30 minutes, cooled to 30 ° C.

5 и ввод т засевные дрожжи. Засевные дрожжи готов т из чистой культуры. Разведение чистой культуры осуществл ют путем последовательного пересева с доведением объема среды до производственной дрожжанки.5 and seed yeast is introduced. Sowing yeast is prepared from a pure culture. Cultivation of a pure culture is carried out by successive reseeding to bring the volume of medium to production yeast.

0 Из пробирки дрожжи переливают в колбу, а через 20 ч брод щее сусло переливают в бутыль и далее - в маточник на осахаренное сусло.0 From the test tube, the yeast is transferred to the flask, and after 20 hours the fermenting wort is transferred to the bottle and then to the mother liquor for the saccharified wort.

Брожение в маточнике осуществл ютFermentation in the mother liquor is carried out

5 при 30°С в течение 24 ч. По достижении видимого отброда 5° по сахарометру полученные дрожжи используют о качестве засевных . Оставшуюс меньшую часть сусла возвращают в маточник, осуществл пред0 варительно глубокую стерилизацию его до 95°С и охлаждение до 25°С. Большую часть сусла с дрожжами свод т о бродильный чан совместно с остальными 9/10 част ми-све- жего осахэренного сусла и начинают вести5 at 30 ° C for 24 hours. Upon reaching the visible offspring of 5 ° in the sugar meter, the yeast obtained is used as a seed. The remaining smaller part of the wort is returned to the mother liquor, having preliminarily deeply sterilized it to 95 ° C and cooled to 25 ° C. Most of the wort with yeast is brought to the fermentation vat together with the remaining 9/10 parts of the freshly saccharified wort and begins to lead

5 процесс брожени , лученную бражку направл ют на перегонку и ректификацию на брагоректификационную установку, работающую под вакуумом. Выход спирта 66,5 дал/т усл. крахмала.5, the fermentation process, the irradiated mash are sent for distillation and distillation to a distillation unit operating under vacuum. The alcohol yield of 66.5 gave / t conv. starch.

0 П р и м е р 2. Весь процесс вели по примеру 1, только в качестве зернового сырь использовали рожь. Стерилизацию вели при 100°С. В качестве источника фосфора вводной 140гдиэммонийфосфата. Вы5 ход спирта 65,7 дал/т усл. крахмала.0 PRI me R 2. The whole process was conducted according to example 1, only rye was used as a grain raw material. Sterilization was carried out at 100 ° C. Introductory 140g diemmonium phosphate as a source of phosphorus. You5 stroke alcohol 65.7 gave / t conv. starch.

Следует отметить, что выбранные режимы стерилизации вл ютс оптимальными. Если проводить процесс ниже 95°С, то есть опасность инфекции засевных дрожжей,It should be noted that the sterilization modes selected are optimal. If the process is carried out below 95 ° C, then there is a risk of infection of sowing yeast,

0 при 100°С практически погибает вс посторонн микрофлора.0 at 100 ° C almost all extraneous microflora perishes.

Полученный спирт обладает высокими качественными показател ми и примен етс дл приготовлени высококачественныхThe resulting alcohol has high quality indicators and is used for the preparation of high-quality

5 водок.5 vodkas.

В табл. 1 приведены технологические показатели зрелой бражки, в табл. 2 cpat ш- тельные показатели спирта, полученного предлагаемым способом по сравнению с известными .In the table. 1 shows the technological indicators of mature mash, in table. 2 cpat specific indicators of alcohol obtained by the proposed method in comparison with the known ones.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, which involves grinding the raw material, mixing it with water, boiling, saccharification, preparing seed yeast by successively diluting pure culture in an increasing volume of wort from the flask to the mother liquor, dividing the osacherenous wort into two streams into 1:10 ratio, the larger of which is directed to fermentation, and the smaller to yeast generation, fermentation, distillation and rectification

Technological indicators of mature mash

Comparative indicators of alcohol obtained by the proposed method in comparison with the known

alcohol, characterized in that. that a smaller flow of yeast wort is additionally saccharified and lactic acid bacteria are introduced into it and then kept, while at the stage of aging the source of phosphorus is introduced into the wort and it is divided into two parts in a ratio of 1:10, the larger of which is pasteurized, cooled and Inoculated yeast is introduced, and the smaller one is returned to the mother liquor to prepare inoculated yeast, wire is pre-deep sterilized at 90-100 ° C and cooled to a fold temperature.

Table 1

table 2

Continuation of Table 2