RU2202606C2 - Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion - Google Patents

Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion Download PDF

Info

Publication number
RU2202606C2
RU2202606C2 RU2000119383/13A RU2000119383A RU2202606C2 RU 2202606 C2 RU2202606 C2 RU 2202606C2 RU 2000119383/13 A RU2000119383/13 A RU 2000119383/13A RU 2000119383 A RU2000119383 A RU 2000119383A RU 2202606 C2 RU2202606 C2 RU 2202606C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alcohol
raw materials
starch
polysaccharide
temperature
Prior art date
Application number
RU2000119383/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000119383A (en
Inventor
В.А. Сотников
А.Д. Федоров
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Промышленные технологии"
Предприниматель - Сотников Валерий Александрович
Предприниматель - Волков Герман Альфредович
Предприниматель - Весельев Дмитрий Анатольевич
Предприниматель - Гатауллин Рустем Шамгунович
Предприниматель - Кесель Борис Александрович
Предприниматель - Федоров Александр Дмитриевич
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 Закрытое акционерное общество "Промышленные технологии", Предприниматель - Сотников Валерий Александрович, Предприниматель - Волков Герман Альфредович, Предприниматель - Весельев Дмитрий Анатольевич, Предприниматель - Гатауллин Рустем Шамгунович, Предприниматель - Кесель Борис Александрович, Предприниматель - Федоров Александр Дмитриевич filed Critical Закрытое акционерное общество "Промышленные технологии"
Priority to RU2000119383/13A priority Critical patent/RU2202606C2/en
Publication of RU2000119383A publication Critical patent/RU2000119383A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2202606C2 publication Critical patent/RU2202606C2/en

Links

Images

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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: microbiological industry. SUBSTANCE: method involves preparing polysaccharide raw to microbiological conversion by its milling and homogenization in the dispersing device in the presence of derivatives of polyphosphoric acid soluble in nutrient medium of the general formula HO-[PO3X]n-PO3X2 where X is alkaline metal, hydrogen atom, ammonium ion or aliphatic radical and n ≥ 1. In preferable variant rotary-pulsating device of S-emulsifier type is used as dispersing device. Method provides decrease of treatment temperature of polysaccharide raw, decreased consumption of liquefying and saccharifying enzymes, reduction of process time of microbiological conversion, increased yield of end products, improved consumers' quality of end products. Invention can be used in production of enzymes, protein, ethyl alcohol, fodders and so on. EFFECT: improved method of preparing. 4 tbl, 18 ex

Description

Изобретение относится к микробиологической промышленности, конкретно к способам приготовления питательных сред на основе полисахаридного сырья, и может быть использовано в производстве амилолитических ферментов, микробного белка, этилового спирта, антибиотиков, витаминов, кормов и других продуктов микробиологического синтеза. The invention relates to the microbiological industry, specifically to methods for preparing nutrient media based on polysaccharide raw materials, and can be used in the production of amylolytic enzymes, microbial protein, ethyl alcohol, antibiotics, vitamins, feed and other products of microbiological synthesis.

Известные способы подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии включают в себя стадии измельчения, гомогенизации и тепловой обработки исходного сырья при высокой температуре с последующим переводом его в питательные среды путем обработки экстрагированных из сырья полисахаридов (крахмала, целлюлозы, гемицеллюлозы), белка и других биополимеров и олигомеров как собственными ферментами, так и экзогенно вводимыми ферментными препаратами с целью перевода их в усвояемые микроорганизмами питательные вещества. Known methods for preparing a polysaccharide feedstock for microbiological conversion include the steps of grinding, homogenizing, and heat treating the feedstock at high temperature, followed by transferring it to culture media by processing polysaccharides (starch, cellulose, hemicellulose), protein, and other biopolymers and oligomers extracted from the feedstock. both with our own enzymes and exogenously introduced enzyme preparations in order to transfer them into nutrients assimilated by microorganisms.

Известен способ получения микробной биомассы, заключающийся в культивировании дрожжей рода Candida на питательной среде, содержащей основной источник питания (н-парафины) и дополнительный источник углерода, представляющий собой гидролизат полисахаридного сырья (пшеничные или ржаные отруби) [Патент Российской Федерации 2042713, кл. 6 С 12 Р 21/00, С 12 N 1/16, 1/26 от 31.03.94, Б.И. 24 от 27.08.95]. По известному способу дополнительный источник питания получают гидролизом полисахаридного сырья в присутствии собственных ферментов сырья в условиях повышенной температуры (70-75oС).A known method of producing microbial biomass, which consists in the cultivation of yeast of the genus Candida on a nutrient medium containing the main source of nutrition (n-paraffins) and an additional carbon source, which is a hydrolyzate of polysaccharide raw materials (wheat or rye bran) [Russian Federation Patent 2042713, cl. 6 C 12 P 21/00, C 12 N 1/16, 1/26 dated 03/31/94, B.I. 24 from 08.27.95]. According to the known method, an additional power source is obtained by hydrolysis of a polysaccharide feed in the presence of its own enzymes of the feed under conditions of elevated temperature (70-75 o C).

Недостатками известного способа является низкий выход готового продукта с низким содержанием в нем сырого протеина и увеличенным расходным коэффициентом по парафину, что связано с низкой доброкачественностью питательной среды, обусловленной неглубоким растворением усвояемых дрожжами сухих веществ полисахаридного сырья (ржаных отрубей) в жидкой фазе. The disadvantages of this method is the low yield of the finished product with a low crude protein content and an increased paraffin consumption coefficient, which is associated with the low quality of the nutrient medium due to the shallow dissolution of the polysaccharide raw materials (rye bran) assimilated by the yeast in the liquid phase.

Известен способ подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии [Авторское свидетельство СССР 1081209, кл. С 12 N 9/34, С 12 N 1/20] , а именно способ приготовления питательной среды для культивирования продуцентов глюкоамилазы, предусматривающий приготовление суспензии муки в смесителе с мешалкой (100-200 об/мин), введение в суспензию амилолитических и целлюлолитических ферментов, ферментолиз суспензии, добавление в ферментализат дополнительных источников азота и минеральных солей с последующей стерилизацией питательной среды. При этом разваривание суспензии муки ведут при 127-138oС (давлении 1,5-2,5 атм) в течение 1,5-2 ч последующим ферментолизом разваренной муки амилолитическими и пектолитическими или целюллолитическими ферментами. Гидролиз ферментами осуществляют при 80-95oС в течение 1 ч с последующей стерилизацией среды. Приготовленную таким образом среду засевают продуцентом глюкоамилазы, в качестве которого используют Aspergillus awamori, и культивируют продуцент до максимальной активности глюкоамилазы в среде в течение 110-120 ч.A known method of preparing polysaccharide raw materials for microbiological conversion [USSR Author's Certificate 1081209, class. C 12 N 9/34, C 12 N 1/20], namely, a method of preparing a nutrient medium for the cultivation of glucoamylase producers, comprising preparing a suspension of flour in a mixer with a mixer (100-200 rpm), introducing amylolytic and cellulolytic enzymes into the suspension , fermentolysis of a suspension, addition of additional sources of nitrogen and mineral salts to the fermentalizate, followed by sterilization of the nutrient medium. In this case, the flour suspension is digested at 127-138 o С (pressure 1.5-2.5 atm) for 1.5-2 hours, followed by fermentolysis of the boiled flour with amylolytic and pectolytic or cellulolytic enzymes. Hydrolysis with enzymes is carried out at 80-95 o C for 1 h followed by sterilization of the medium. The medium prepared in this way is seeded with a glucoamylase producer, which is used as Aspergillus awamori, and the producer is cultured to the maximum glucoamylase activity in the medium for 110-120 hours.

Известен способ производства этанола с использованием полисахаридного сырья, включающий стадию подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии (сбраживанию) [Регламент производства спирта из крахмалистого сырья. Часть 1. Министерство пищевой промышленности. М.: ВНИИПрБ, 1979, 270 с]. Этот способ включает стадии подготовки сырья к сбраживанию, сбраживания и последующей перегонки и ректификации этанола. Стадия подготовки сырья к сбраживанию заключается в том, что сырье механически измельчают, смешивают его в чанке замеса, снабженного механической мешалкой, с водой при температуре 45-55oС и разваривают при высоких температурах 135-145oС и выше в варочных станциях различной конструкции. Полученный затор (разваренную суспензию муки) осахаривают ферментами (общий расход α-амилазы - 2,0-2,1 ед. АС/г условного крахмала; расход глюкоамилазы - 6,0-6,2 ед. ГлС/г условного крахмала), проводят дрожжегенерирование и сбраживание осахаренного сусла с последующим выделением из зрелой бражки спирта и его ректификацией.A known method for the production of ethanol using a polysaccharide feedstock, including the stage of preparing the polysaccharide feedstock for microbiological conversion (fermentation) [Regulation for the production of alcohol from starchy raw materials. Part 1. Ministry of Food Industry. M .: VNIIIPrB, 1979, 270 s]. This method includes the steps of preparing raw materials for fermentation, fermentation and subsequent distillation and distillation of ethanol. The stage of preparation of raw materials for fermentation is that the raw materials are mechanically crushed, mixed in a chunk of a batch equipped with a mechanical stirrer, with water at a temperature of 45-55 o C and boiled at high temperatures of 135-145 o C and higher in cooking stations of various designs . The resulting mash (boiled flour suspension) is saccharified by enzymes (total consumption of α-amylase - 2.0-2.1 units of AC / g of conditional starch; consumption of glucoamylase - 6.0-6.2 units of HCl / g of conditional starch), conduct yeast generation and fermentation of saccharified wort, followed by isolation from a mature mash of alcohol and its rectification.

К недостаткам описанных способов относятся: разваривание полисахаридного сырья при высоких температурах, что требует наличия специальной, работающей при повышенном давлении, аппаратуры и расходования значительного количества энергоресурсов. Кроме того, в результате активации процессов термодеструкции питательных веществ муки, в первую очередь крахмала и свободных сахаров, наблюдаются значительные потери утилизируемых продуцентом сахаров, аминокислот, витаминов и других факторов роста, что снижает выход целевых продуктов или требует внесения повышенного количества гидролитических (амилолитических и глюколитических) ферментов на стадии ферментолиза разваренной суспензии полисахаридного сырья. При этом величина максимального выхода целевого продукта с единицы сырья остается низкой. Кроме того, получаемая по известному способу питательная среда в случае получения глюкоамилазы характеризуется повышенной вязкостью, что затрудняет процесс аэрации среды, в связи с чем увеличивается продолжительность процесса культивирования, а активность глюкоамилазы в среде уменьшается, что также является недостатком известного способа. The disadvantages of the described methods include: boiling polysaccharide raw materials at high temperatures, which requires the availability of special equipment operating at elevated pressure and the consumption of a significant amount of energy. In addition, as a result of activation of thermal degradation processes of flour nutrients, primarily starch and free sugars, significant losses of sugars, amino acids, vitamins and other growth factors utilized by the producer are observed, which reduces the yield of target products or requires the introduction of an increased amount of hydrolytic (amylolytic and glucolytic ) enzymes at the stage of fermentolysis of a boiled suspension of polysaccharide raw materials. Moreover, the maximum yield of the target product from a unit of raw material remains low. In addition, the nutrient medium obtained by the known method in the case of glucoamylase production is characterized by increased viscosity, which complicates the aeration of the medium, and therefore the cultivation process increases, and the glucoamylase activity in the medium decreases, which is also a disadvantage of the known method.

Наиболее близким к предложенному является способ подготовки полисахаридного сырья для микробиологической конверсии, предусматривающий измельчение исходного сырья, смешивание измельченного сырья с водой (в смесителе, снабженным мешалкой со скоростью вращения 100-200 об/мин), последующую его тепловую выдержку при температуре 90-105oС и выше с дальнейшим переводом сырья в питательную среду путем ее обработки ферментными препаратами [Типовой технологический регламент производства спирта из крахмалистого сырья. Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ. М., 1998, 79 с]. Конкретно способ реализован при производстве этилового спирта и включает измельчение крахмалсодержащего сырья, приготовление его водной суспензии и гомогенизацию в чанке замеса, снабженном мешалкой, гидроферментативную обработку суспензии, а именно предварительный нагрев суспензии при температуре 50-55oС с дальнейшей выдержкой суспензии в режиме гидродинамической обработки при температуре от 75oС до 95oС с последующей выдержкой суспензии при температуре 105-110oС и выше, охлаждение и получение питательной среды (сусла) путем осахаривания полученного затора ферментативными препаратами, охлаждение и сбраживание осахаренного сусла с брагоректификацией зрелой бражки.Closest to the proposed one is a method of preparing a polysaccharide feedstock for microbiological conversion, which involves grinding the feedstock, mixing the crushed feedstock with water (in a mixer equipped with a stirrer with a rotation speed of 100-200 rpm), its subsequent thermal exposure at a temperature of 90-105 o C and above with the further transfer of raw materials to the nutrient medium by processing it with enzyme preparations [Typical technological regulations for the production of alcohol from starchy raw materials. Ministry of Agriculture and Food of the Russian Federation. M., 1998, 79 s]. Specifically, the method is implemented in the production of ethyl alcohol and includes grinding starch-containing raw materials, preparing an aqueous suspension and homogenizing it in a batch chunk equipped with a stirrer, hydroenzymatic processing of the suspension, namely, preliminary heating of the suspension at a temperature of 50-55 o C with further exposure of the suspension in the hydrodynamic processing mode at a temperature from 75 o C to 95 o C, followed by aging the suspension at a temperature of 105-110 o C and a higher cooling and receiving the nutrient medium (wort) by saccharifying I received congestion enzymatic preparations, cooling and fermentation of saccharified wort bragorektifikatcii mature mash.

В соответствии с известным способом при подготовке крахмалсодержащего сырья, например ржи, к сбраживанию температура обработки крахмалсодержащей суспензии составляет 90-105oС, при этом выход этилового спирта не превышает 65,5 дал условного спирта-сырца с 1 т условного крахмала сырья.In accordance with the known method, in preparing starch-containing raw materials, for example rye, for fermentation, the processing temperature of the starch-containing suspension is 90-105 ° C. , while the yield of ethyl alcohol does not exceed 65.5 dal of crude crude with 1 t of conventional starch of raw materials.

К недостаткам известного способа относится низкий выход целевого продукта, который, например, в случае получения этанола не превышает 65,5 дал с одной тонны условного крахмала ржи, высокая температура тепловой обработки сырья, что значительно снижает доброкачественность сусла из-за инактивации разжижающих ферментов и потерь веществ сырья вследствие протекания побочных (например, сахароаминных) реакций, большой расход ферментов и высокая вязкость питательных сред, особенно при переработке ржи, что затрудняет транспортировку обрабатываемой суспензии по технологическим коммуникациям. Кроме того, в реальных условиях производства спирта по известному способу практически отмечаются повышенные нормативные расходы амилолитических ферментов (общий расход α-амилазы 2,5-3,1 ед. АС/г условного крахмала; расход глюкоамилазы - 6,4-6,9 ед. ГлС/г условного крахмала и выше), потери которых обусловлены их быстрой инактивацией в процессе тепловой обработки полисахаридного сырья при температурах, превышающих оптимальную температуру их действия. The disadvantages of this method include the low yield of the target product, which, for example, in the case of ethanol production does not exceed 65.5 dal per ton of conventional rye starch, the high temperature of heat treatment of raw materials, which significantly reduces the quality of the wort due to inactivation of diluent enzymes and losses raw materials due to the occurrence of side (e.g., sugar-amine) reactions, high consumption of enzymes and high viscosity of nutrient media, especially when processing rye, which makes transportation difficult my suspension for technological communications. In addition, in real conditions of alcohol production by the known method, increased regulatory costs of amylolytic enzymes are practically observed (total consumption of α-amylase 2.5-3.1 units of AC / g of conditional starch; consumption of glucoamylase - 6.4-6.9 units (GlS / g of conditional starch and above), the losses of which are caused by their rapid inactivation during the heat treatment of polysaccharide raw materials at temperatures exceeding the optimum temperature of their action.

Целью изобретения является увеличение выхода целевых продуктов, снижение температуры тепловой обработки полисахаридного сырья, снижение расхода разжижающих и осахаривающих ферментов, сокращение длительности процесса микробиологической конверсии и улучшение потребительских качеств целевых продуктов. The aim of the invention is to increase the yield of target products, reduce the temperature of heat treatment of polysaccharide raw materials, reduce the consumption of thinning and saccharifying enzymes, reduce the duration of the microbiological conversion process and improve the consumer qualities of the target products.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии, включающем измельчение и гомогенизацию полисахаридного сырья с последующим переводом его в питательные среды, измельчение и гомогенизацию проводят в диспергирующем устройстве в присутствии растворимых в питательных средах производных полифосфорных кислот общей формулы НО-[РО3Х] n-РО3Х2, где Х - щелочной металл, водород, ион аммония или алифатический органический радикал, а n≥1.This goal is achieved by the fact that in the method of preparing the polysaccharide feed for microbiological conversion, including grinding and homogenization of the polysaccharide feed with its subsequent transfer to nutrient media, grinding and homogenization is carried out in a dispersing device in the presence of soluble in nutrient media derivatives of polyphosphoric acids of the general formula HO- [ PO 3 X] n —PO 3 X 2 , where X is an alkali metal, hydrogen, an ammonium ion or an aliphatic organic radical, and n≥1.

В качестве диспергирующих устройств могут быть использованы роторно-пульсационные аппараты, дезинтеграторы, аппараты со скоростными мешалками. Обработка суспензий полисахаридного сырья в диспергирующих аппаратах должна обеспечивать протекание процессов измельчения, гомогенизации и экстракции биополимеров из полисахаридного сырья в жидкую (водную) фазу. Для проведения этих процессов может быть использован роторно-пульсационный аппарат или гомогенизатор, в которых обработку полисахаридного сырья осуществляют в зазоре между статором и вращающимся ротором при значениях градиентов скорости от 1,0•105 м/с•м до 5,0•105 м/с•м, аппараты со скоростными мешалками, в которых гомогенизацию сырья осуществляют со скоростью не менее, чем 50 м/с. При этом наиболее эффективно предлагаемый способ реализуется в случае использования диспергирующих устройств [Международная заявка PCT/RU/96/00297, WO 98/16304 от 23.04.98, B 01 F 7/00], при работе которых осуществляется не только механическая, но одновременно и акустическая (механо-акустическая) обработка полисахаридного сырья в присутствии растворимых в питательных средах производных полифосфорных кислот указанной выше формулы.As dispersing devices can be used rotary pulsation apparatus, disintegrators, apparatus with high-speed mixers. The processing of suspensions of polysaccharide raw materials in dispersing apparatuses should ensure the flow of processes of grinding, homogenization and extraction of biopolymers from polysaccharide raw materials into the liquid (aqueous) phase. To carry out these processes, a rotor-pulsation apparatus or homogenizer can be used, in which the polysaccharide feedstock is processed in the gap between the stator and the rotating rotor at velocity gradients from 1.0 • 10 5 m / s • m to 5.0 • 10 5 m / s • m, apparatus with high-speed mixers in which the homogenization of raw materials is carried out at a speed of not less than 50 m / s. In this case, the proposed method is most effectively implemented in the case of the use of dispersing devices [International application PCT / RU / 96/00297, WO 98/16304 of 04.23.98, B 01 F 7/00], which work not only mechanically, but simultaneously and acoustic (mechano-acoustic) processing of the polysaccharide feed in the presence of soluble polyphosphoric acid derivatives of the above formula.

Так, например, при подготовке питательной среды к микробиологической конверсии, в случае реализации технологии получения этанола в соответствии с предлагаемым способом, происходит активное и глубокое растворение веществ зерна, интенсификация процессов ожижения и осахаривания, которые обусловлены трехуровневым воздействием на структуру зерна. So, for example, when preparing a nutrient medium for microbiological conversion, in the case of implementing the technology for producing ethanol in accordance with the proposed method, an active and deep dissolution of grain substances occurs, the intensification of liquefaction and saccharification processes, which are caused by a three-level effect on the grain structure.

Первый уровень воздействия (надмолекулярный уровень) - глубокое механическое измельчение зерновой дробины и механо-акустическая гомогенизация крахмальных зерен с эффективным экстрагированием из них крахмала и его растворение. Этот уровень обеспечивается режимом диспергирования. The first level of exposure (supramolecular level) is the deep mechanical grinding of grain grains and the mechano-acoustic homogenization of starch grains with the effective extraction of starch from them and its dissolution. This level is provided by the dispersion mode.

Одновременно с первым уровнем - второй уровень воздействия (молекулярный уровень) сопровождается процессами деструкции и гидратации молекул крахмала (амилозы и амилопектина), гемицеллюлоз и белка производными полифосфорных кислот указанной выше формулы, что интенсифицирует процессы растворения веществ зерна. Производные полифосфорных кислот, проявляя себя, в основном, как комплексообразующие и/или гидратирующие вещества, образуют с ионами двух- и более валентных металлов, а также с молекулами биополимеров (крахмал, некрахмалистые углеводы зерна, белки, включая ферменты, липиды и т.д.) сложные непостоянного состава комплексные сильно гидратированные соединения и, таким образом, способствуют эффективному растворению веществ зерна, что приводит, в конечном результате, к получению такого технического результата, как увеличение выхода этанола, снижение эффективной температуры разваривания полисахаридного сырья, сокращение расхода разжижающих и осахаривающих ферментов. Интенсификация процессов ожижения и осахаривания ферментными препаратами обусловлена также и способностью производных полифосфорных кислот снижать вязкость водно-зерновых суспензий, а также активировать как собственные амилолитические ферменты зерна, так и экзогенно вводимые при реализации технологии спиртопроизводства. Simultaneously with the first level, the second level of exposure (molecular level) is accompanied by processes of destruction and hydration of starch molecules (amylose and amylopectin), hemicelluloses and protein derivatives of polyphosphoric acids of the above formula, which intensifies the processes of dissolution of grain substances. Polyphosphoric acid derivatives, manifesting themselves mainly as complexing and / or hydrating substances, form with ions of two or more valence metals, as well as with biopolymer molecules (starch, non-starchy grain carbohydrates, proteins, including enzymes, lipids, etc. .) complex of variable composition complex highly hydrated compounds and, thus, contribute to the effective dissolution of grain substances, which leads, in the end result, to obtain such a technical result as an increase in ethanol yield, the reduction of the effective temperature of boiling polysaccharide raw materials, reducing the consumption of thinning and saccharifying enzymes. The intensification of the processes of liquefaction and saccharification by enzyme preparations is also due to the ability of polyphosphoric acid derivatives to reduce the viscosity of water-grain suspensions, as well as activate both their own amylolytic enzymes of grain and exogenously introduced in the implementation of the technology of alcohol production.

Третий уровень воздействия (на уровне дрожжевой клетки) - стимуляция спиртового брожения за счет воздействия производных полифосфорных кислот указанной выше формулы на энергетику клетки. Дрожжевая клетка затрачивает меньше сахаров сусла на собственные энергетические нужды, что сопровождается дополнительной выработкой спирта клеткой с одновременным сокращением длительности процесса брожения. Кроме того, снижение температуры разваривания полисахаридного сырья, в конечном результате, приводит не только к увеличению выхода спирта с единицы сырья, но и благоприятно сказывается на улучшении органолептических показателей спирта (предотвращение образования в зрелой бражке микропримесей - веществ многостадийных реакций термодеструкции веществ зерна и их биоконверсии). The third level of exposure (at the level of a yeast cell) is the stimulation of alcoholic fermentation due to the effect of polyphosphoric acid derivatives of the above formula on cell energy. A yeast cell spends less wort sugars for its own energy needs, which is accompanied by additional alcohol production by the cell while reducing the duration of the fermentation process. In addition, lowering the boiling point of the polysaccharide feedstock, in the final result, not only leads to an increase in the yield of alcohol per unit of feedstock, but also favorably affects the improvement of the organoleptic characteristics of alcohol (prevention of the formation of microimpurities in a mature mash - substances of multistage reactions of thermal decomposition of grain substances and their bioconversion )

В случае, например, реализации технологии культивирования продуцентов глюкоамилазы, включающей способ подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии и предусматривающей измельчение и гомогенизацию полисахаридного сырья в диспергирующем устройстве в условиях хемомеханоакустической обработки в присутствии растворимых в питательных средах производных полифосфорных кислот указанной выше формулы, происходит высокоэффективное измельчение частичек сырья и экстракция веществ муки (в том числе и всего ферментного комплекса муки - амилаз, протеиназ, пектиназ и т.д.) в жидкую фазу. Растворимые в суспензии производные полифосфорных кислот, способствуя растворению (гидратации) крахмала в жидкой фазе, снижают вязкость суспензии в процессе ее гидролиза. При этом происходит разрушение третичной структуры молекул крахмала и белков без заметного накопления моносахаров в питательной среде (известно, что наличие моносахаров в питательной среде существенно тормозит накопление глюкоамилазы). In the case of, for example, the implementation of a technology for the cultivation of glucoamylase producers, which includes a method for preparing polysaccharide raw materials for microbiological conversion and providing for grinding and homogenizing polysaccharide raw materials in a dispersing device under chemomechanical processing conditions in the presence of soluble polyphosphoric acid derivatives soluble in nutrient media, the above formula is highly effective; raw materials and extraction of flour substances (including the whole enzyme comp Lex flour - amylases, proteinases, pectinases, etc.) into the liquid phase. Polyphosphoric acid-soluble derivatives in suspension, contributing to the dissolution (hydration) of starch in the liquid phase, reduce the viscosity of the suspension during its hydrolysis. In this case, the tertiary structure of starch molecules and proteins is destroyed without noticeable accumulation of monosugars in the nutrient medium (it is known that the presence of monosugars in the nutrient medium significantly inhibits the accumulation of glucoamylase).

Пример 1 (По способу Патента Российской Федерации 2042713, кл. 6 С 12 Р 21/00, С 12 N 1/16, 1/26 от 31.03.94, Б.И. 24 от 27.08.95)
Дрожжи Candida tropicalis ВСБ-928К выращивают непрерывным способом на питательной среде, содержащей соли, г/л:
(NH4)2SO4 - 1,5
Н3РO4 (70%) - 0,9
KCl - 0,4
MgSO4•7H2O - 0,2
FеSO4•7Н2О - 0,12
ZnSO4•7H2O - 0,063
MnSO4•5H2O - 0,033
Культивирование проводят при подаче парафина и полисахаридного сырья (ржаных отрубей) в виде осветленного гидролизата в соотношении (мас.%) парафингидролизат 1: 25 при температуре 32-34oС, рН 4,0-4,2. Гидролизат готовят обработкой 10-15 мас.%-ной водной суспензии отрубей при температуре 70-75oС рН 5,0-6,0, при перемешивании, в течение 2,0-2,5 ч. Полученный гидролизат осветляют путем центрофугирования с отбором осветленной части 60-70 об.% и подают в процесс выращивания, а образующийся при осветлении гидролизата концентрат объединяют с потоком суспензии биомассы перед сушкой в количестве 10% общего объемного расхода концентрата.
Example 1 (According to the method of the Patent of the Russian Federation 2042713, CL 6 C 12 P 21/00, C 12 N 1/16, 1/26 from 03/31/94, B.I. 24 from 08/27/95)
Candida tropicalis VSB-928K yeast is grown continuously in a nutrient medium containing salts, g / l:
(NH 4 ) 2 SO 4 - 1.5
H 3 PO 4 (70%) - 0.9
KCl - 0.4
MgSO 4 • 7H 2 O - 0.2
FеSO 4 • 7Н 2 О - 0.12
ZnSO 4 • 7H 2 O - 0.063
MnSO 4 • 5H 2 O - 0.033
The cultivation is carried out by feeding paraffin and polysaccharide raw materials (rye bran) in the form of a clarified hydrolyzate in the ratio (wt.%) Parahydrolyzate 1: 25 at a temperature of 32-34 o C, pH 4.0-4.2. The hydrolyzate is prepared by treating a 10-15 wt.% Aqueous suspension of bran at a temperature of 70-75 o With a pH of 5.0-6.0, with stirring, for 2.0-2.5 hours. The resulting hydrolyzate is clarified by centrifugation with the selection of the clarified part 60-70 vol.% and served in the growing process, and the concentrate formed during clarification of the hydrolyzate is combined with a stream of biomass suspension before drying in an amount of 10% of the total volumetric flow rate of the concentrate.

Автогидролизат ржаных отрубей имел следующие показатели. Autohydrolyzed rye bran had the following indicators.

1. Содержание сухих растворенных веществ (СВ, %) - 3,2. 1. The content of dry dissolved substances (SV,%) - 3.2.

2. Содержание редуцирующих веществ (РВ, %) - 0,88. 2. The content of reducing substances (PB,%) - 0.88.

3. Время истечения среды в количестве 200 мл через отверстие диаметром 4 мм - 14 с. 3. The flow time of the medium in an amount of 200 ml through an opening with a diameter of 4 mm is 14 s.

Выход продукта от заданного парафина составил 140%, содержание сырого протеина 53%. Расходный коэффициент парафина 0,71 г/л. Расход парафина 3,2 мас.%. Результаты представлены в табл.1. The product yield from a given paraffin was 140%, the crude protein content of 53%. The consumption ratio of paraffin is 0.71 g / l. The consumption of paraffin is 3.2 wt.%. The results are presented in table 1.

Пример 2 (предлагаемый способ)
Процесс непрерывного выращивания проводят аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что при приготовлении гидролизата полисахаридного сырья (ржаных отрубей) суспенизию подвергают диспергированию и гомогенизации роторно-пульсационным аппаратом типа S-эмульгатор [Международная заявка PCT/RU/96/00297, WO 98/16304 от 23.04.98, B 01 F 7/00] в присутствии растворимого в питательной среде производного полифосфорной кислоты общей формулы НО-[РО3Х]т-РО3Х2, где X=Na, n=1 из расчета 0,0005-0,003 г на 1 г условного крахмала. Причем обработка полисахаридного сырья S-эмульгатором проводится в двух точках процесса: на стадии приготовления водной суспензии отрубей и перед осветлением гидролизата на центрифугах, но в обоих случаях с кратностью прохода суспензии 1,0-1,3 через его рабочую зону. Далее гидролиз (автогидролиз) суспензии отрубей осуществляют при температуре 58-65oС, рН5,0-6,0, при перемешивании, в течение 7,5-8,5 ч.
Example 2 (the proposed method)
The continuous cultivation process is carried out analogously to example 1, with the only difference being that during the preparation of the hydrolyzate of polysaccharide raw materials (rye bran), the suspension is dispersed and homogenized by a S-emulsifier rotary pulsation apparatus [International application PCT / RU / 96/00297, WO 98 / 16304 dated 04/23/98, B 01 F 7/00] in the presence of a nutrient-soluble polyphosphoric acid derivative of the general formula HO- [PO 3 X] t -PO 3 X 2 , where X = Na, n = 1 from the calculation of 0, 0005-0.003 g per 1 g of conventional starch. Moreover, the processing of polysaccharide raw materials by S-emulsifier is carried out at two points in the process: at the stage of preparing an aqueous suspension of bran and before clarification of the hydrolyzate in centrifuges, but in both cases with a multiplicity of passage of the suspension of 1.0-1.3 through its working area. Next, the hydrolysis (autohydrolysis) of the bran suspension is carried out at a temperature of 58-65 o C, pH 5.0-6.0, with stirring, for 7.5-8.5 hours

Автогидролизат ржаных отрубей имел следующие показатели. Autohydrolyzed rye bran had the following indicators.

1. Содержание сухих растворенных веществ (СВ, %) - 8,1. 1. The content of dry dissolved substances (SV,%) - 8.1.

2. Содержание редуцирующих веществ (РВ, %) - 3,28. 2. The content of reducing substances (PB,%) - 3.28.

3. Время истечения среды в количестве 200 мл через отверстие диаметром 4 мм - 6 с. 3. The flow time of the medium in an amount of 200 ml through an opening with a diameter of 4 mm is 6 s.

Выход продукта от заданного парафина составил 171%, содержание сырого протеина 56%. Расходный коэффициент парафина 0,57 г/л. Расход парафина 2,4 мас.%. Результаты представлены в табл.1. The product yield from a given paraffin was 171%, the crude protein content of 56%. The consumption ratio of paraffin is 0.57 g / l. Paraffin consumption of 2.4 wt.%. The results are presented in table 1.

Пример 3
Процесс непрерывного выращивания проводят аналогично примеру 2, с той лишь разницей, что при приготовлении гидролизата полисахаридного сырья (ржаных отрубей) исключают использование метода диспергирования и гомогенизации S-эмульгатором.
Example 3
The process of continuous cultivation is carried out analogously to example 2, with the only difference being that the preparation of the hydrolyzate of polysaccharide raw materials (rye bran) excludes the use of the dispersion and homogenization method of S-emulsifier.

Автогидролизат ржаных отрубей имел следующие показатели. Autohydrolyzed rye bran had the following indicators.

1. Содержание сухих растворенных веществ (СВ, %) - 4,4. 1. The content of dry dissolved substances (SV,%) - 4.4.

2. Содержание редуцирующих веществ (РВ, %) - 1,31. 2. The content of reducing substances (PB,%) - 1.31.

3. Время истечения среды в количестве 200 мл через отверстие диаметром 4 мм - 8 с. 3. The flow time of the medium in an amount of 200 ml through an opening with a diameter of 4 mm is 8 s.

Выход продукта от заданного парафина составил 163%, содержание сырого протеина 54%. Расходный коэффициент парафина 0,66 г/л. Расход парафина 3,0 мас.%. Результаты представлены в табл.1. The product yield from a given paraffin was 163%, the crude protein content of 54%. The paraffin consumption coefficient is 0.66 g / l. The consumption of paraffin is 3.0 wt.%. The results are presented in table 1.

Пример 4
Процесс непрерывного выращивания проводят аналогично примеру 2, с той лишь разницей, что при приготовлении гидролизата полисахаридного сырья (ржаных отрубей) исключают использование растворимого в питательной среде производного полифосфорной кислоты указанной формулы.
Example 4
The process of continuous cultivation is carried out analogously to example 2, with the only difference being that in the preparation of the hydrolyzate of polysaccharide raw materials (rye bran), the use of a soluble polyphosphoric acid derivative of the indicated formula in the nutrient medium is excluded.

Автогидролизат ржаных отрубей имел следующие показатели. Autohydrolyzed rye bran had the following indicators.

1. Содержание сухих растворенных веществ (СВ, %) - 4,9. 1. The content of dry dissolved substances (SV,%) - 4.9.

2. Содержание редуцирующих веществ (РВ, %) - 1,3. 2. The content of reducing substances (PB,%) - 1.3.

3. Время истечения среды в количестве 200 мл через отверстие диаметром 4 мм - 11 с. 3. The flow time of the medium in an amount of 200 ml through an opening with a diameter of 4 mm is 11 s.

Показатели выхода продукта от заданного парафина, а также содержание сырого протеина, расходный коэффициент парафина и расход парафина были такими же, как по примеру 3. Результаты представлены в табл.1. The yield of the product from a given paraffin, as well as the content of crude protein, the consumption coefficient of paraffin and the consumption of paraffin were the same as in example 3. The results are presented in table 1.

Как видно из представленных в табл.1 данных, наибольший выход целевого продукта наблюдается в случае обработки полисахаридного сырья (суспензии ржаных отрубей) диспергатором в присутствии производных полифосфорных кислот указанной выше формулы, то есть по предлагаемому способу. As can be seen from the data presented in table 1, the highest yield of the target product is observed in the case of processing the polysaccharide raw materials (suspension of rye bran) with a dispersant in the presence of polyphosphoric acid derivatives of the above formula, that is, by the proposed method.

Пример 5
В средоварочную емкость, снабженную механической мешалкой (100-200 об. /мин), наливают 50% от расчетного количества воды, включают мешалку и, подогрев воду до 45-55oС, вносят 40% от расчетного количества пшеничной муки (готовая суспензия должна содержать 14-22 мас.% сухих веществ), затем наливают оставшееся количество воды, вносят оставшееся количество муки, значение рН суспензии устанавливают 5,0 и вносят 0,3 г амилосубтилина Г10х, 0,11 г Целловиридина Г3х и 4,8 г Пектофоетидина Г3х, растворенные в воде (0,6 л), затем вводят растворимое в мучной суспензии производное полифосфорной кислоты общей формулы НО-[РО3Х]n-РО3Х2, где X=Na, n=1 из расчета 0,23 г на л суспензии. Далее суспензию подвергают диспергированию и гомогенизации в течение 1 мин в выносном диспергирующем устройстве, например S-эмульгаторе, в котором обработку суспензии осуществляют в зазоре между статором и вращающимся ротором при значении градиента скорости 5,0•105 м/с•м в условиях воздействия на обрабатываемую среду резонансных колебаний ротора и статора, которые определяют по значению максимальной амплитуды звуковых колебаний. В процессе диспергирования температуру суспензии поднимают до 50oС, выдерживают при этой температуре 80 мин, затем значение рН суспензии устанавливают 6,0 и вносят 0,3 г амилосубтилина Г10х, растворенного в воде, поднимают температуру до 70oС, выдерживают при этой температуре 20 мин. Полученный гидролизат при окрашивании йодом не должен изменять окраску. Затем в полученный гидролизат вносят вятяжку солодовых ростков - 0,75 л, (NH4)2SO4 - 90 г, КН2РО4 - 6,6 т, MgSO4 - 7,5 г. Приготовленную таким образом среду стерилизуют при 121oС в течение 40 мин, охлаждают, засевают продуцентом глюкоамилазы Aspergillus awamori и культивируют при 33oС в течение 120 ч при аэрации и перемешивании.
Example 5
50% of the calculated amount of water is poured into a medium-pressure vessel equipped with a mechanical stirrer (100-200 rpm), the stirrer is turned on and, having heated the water to 45-55 o С, 40% of the calculated amount of wheat flour is added (the finished suspension should contain 14-22 wt.% solids), then the remaining amount of water is poured, the remaining amount of flour is added, the pH of the suspension is adjusted to 5.0 and 0.3 g of amylosubtiline G10x, 0.11 g of Celloviridin G3x and 4.8 g of Pectofoetidine are added G3x dissolved in water (0.6 L), then injected soluble in flour suspension produced the bottom of polyphosphoric acid of the general formula HO- [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = Na, n = 1 at the rate of 0.23 g per liter of suspension. Next, the suspension is subjected to dispersion and homogenization for 1 min in a remote dispersing device, for example, an S-emulsifier, in which the suspension is processed in the gap between the stator and the rotating rotor at a velocity gradient of 5.0 • 10 5 m / s • m under exposure conditions on the medium being processed resonant vibrations of the rotor and stator, which are determined by the value of the maximum amplitude of sound vibrations. In the process of dispersion, the temperature of the suspension is raised to 50 o C, maintained at this temperature for 80 minutes, then the pH of the suspension is set to 6.0 and 0.3 g of amylosubtiline G10x dissolved in water is added, the temperature is raised to 70 o C, maintained at this temperature 20 minutes. The obtained hydrolyzate should not change color when stained with iodine. Then, ointment of malt sprouts, 0.75 L, (NH 4 ) 2 SO 4 , 90 g, KH 2 PO 4 , 6.6 t, MgSO 4 , 7.5 g, is introduced into the hydrolyzate obtained. The medium thus prepared is sterilized at 121 o C for 40 min, cooled, seeded with Aspergillus awamori glucoamylase producer and cultured at 33 o C for 120 hours with aeration and stirring.

Биохимический состав питательной среды имел следующие показатели. The biochemical composition of the nutrient medium had the following indicators.

1. Содержание моносахаров в пересчете на глюкозу, % - 1,2. 1. The content of monosugars in terms of glucose,% - 1.2.

2. Содержание спирторастворимых декстринов, % - 5,0. 2. The content of alcohol-soluble dextrins,% - 5.0.

3. Содержание спиртонерастворимых декстринов, % - 3,9. 3. The content of alcohol-insoluble dextrins,% - 3.9.

4. Содержание нерастворенного крахмала, % - 0,12. 4. The content of undissolved starch,% - 0.12.

5. Время истечения среды в количестве 500 мл через отверстие диаметром 4 мм - 9 с. 5. The flow time of the medium in an amount of 500 ml through an opening with a diameter of 4 mm is 9 s.

В процессе культивирования отбирают пробы. Активность глюкоамилазы в глубинной культуре через 96 и 120 ч культивирования, соответственно, равна 133 и 142 ед./мл (по глюкозооксидазному методу). Samples are taken during cultivation. The activity of glucoamylase in deep culture after 96 and 120 hours of cultivation, respectively, is 133 and 142 units / ml (according to the glucose oxidase method).

В контрольном опыте при культивировании этого же штамма на среде, приготовленной по известному способу [Авторское свидетельство СССР 1081209, кл. С 12 N 9/34, С 12 N 1/20], активность глюкоамилазы в глубинной культуре на 120 ч роста равна 121 ед./мл. При этом в известном способе разваривание мучной суспензии проводят при температуре 127-138oС, т.е на 58-69oС больше, чем в предлагаемом способе.In the control experiment during the cultivation of the same strain on a medium prepared by a known method [USSR Author's Certificate 1081209, class. C 12 N 9/34, C 12 N 1/20], the activity of glucoamylase in a deep culture at 120 h of growth is 121 units / ml. Moreover, in the known method, the cooking of flour suspension is carried out at a temperature of 127-138 o With, that is, 58-69 o With more than in the proposed method.

Биохимический состав питательной среды имел следующие показатели. The biochemical composition of the nutrient medium had the following indicators.

1. Содержание моносахаров в пересчете на глюкозу, % - 0,9. 1. The content of monosugars in terms of glucose,% - 0.9.

2. Содержание спирторастворимых декстринов, % - 2,4. 2. The content of alcohol-soluble dextrins,% - 2.4.

3. Содержание спиртонерастворимых декстринов, % - 6,3. 3. The content of alcohol-insoluble dextrins,% - 6.3.

4. Содержание нерастворенного крахмала, % - 2,8. 4. The content of undissolved starch,% - 2.8.

5. Время истечения среды в количестве 500 мл через отверстие диаметром 4 мм - 17 с. 5. The flow time of the medium in an amount of 500 ml through an opening with a diameter of 4 mm is 17 s.

Пример 6
Полисахаридное сырье (рожь) измельчают на вальцовой и/или молотковой дробилке до качества помола не менее 70-90% (проход дробленого зерна через сито с диаметром отверстий 1 мм) и смешивают с теплой дефлегматорной водой или теплыми конденсационными водами брагоректификационной установки в смесителе-предразварнике горизонтального типа в соотношении 1:2,5-3,5, соответственно. При необходимости замес в смесителе подогревают до 65-70oС острым и/или глухим паром и выдерживают при этой температуре в течение не менее 45-55 мин. Одновременно с подачей в смеситель дробленого зерна и воды в него из соответствующих сборников подают суспензию α-амилолитических (разжижающих) ферментов из расчета 60-70% от общего количества разжижающих ферментов и водную суспензию растворимых в питательной среде производных полифосфорных кислот общей формулы НО-[РО3Х]n-РО3Х2, где X=Na, n=1 из расчета 0,0005-0,003 г на 1 г условного крахмала. Далее приготовленный замес подвергают тонкому измельчению и гомогенизации с помощью диспергирующей установки в зазоре между статором и вращающимся ротором при значении градиента скорости 5,0•105 м/с•м, например, S-эмульгатора в режиме не менее однократного прохода через рабочую зону установки. Гомогенизированный и частично гидролизованный замес этой же диспергирующей установкой подают в аппарат (аппараты) хемомеханоферментативной обработки замеса (ХМФО), в котором замес подвергается тепловой обработке при температуре 68-72oС.
Example 6
Polysaccharide raw materials (rye) are crushed on a roller and / or hammer mill to a grinding quality of at least 70-90% (passage of crushed grain through a sieve with a hole diameter of 1 mm) and mixed with warm reflux water or warm condensation water of the rectification unit in a pre-weld mixer horizontal type in a ratio of 1: 2.5-3.5, respectively. If necessary, the batch in the mixer is heated to 65-70 o With hot and / or dead steam and kept at this temperature for at least 45-55 minutes At the same time as crushed grain and water are fed into the mixer, a suspension of α-amylolytic (diluting) enzymes is fed from the corresponding collectors at a rate of 60-70% of the total number of diluting enzymes and an aqueous suspension of polyphosphoric acid-derived derivatives of the general formula HO- [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = Na, n = 1 from the calculation of 0.0005-0.003 g per 1 g of conventional starch. Next, the prepared batch is subjected to fine grinding and homogenization using a dispersing unit in the gap between the stator and the rotating rotor at a velocity gradient of 5.0 • 10 5 m / s • m, for example, an S-emulsifier in the mode of at least one passage through the installation working zone . The homogenized and partially hydrolyzed kneading with the same dispersing unit is fed into the apparatus (apparatuses) of the chemomechanical-enzymatic processing of kneading (KhMFO), in which the kneading is subjected to heat treatment at a temperature of 68-72 o C.

Корпус ХМФО-аппарата выполнен вертикальным, цилиндрическим, с коническим днищем; аппарат снабжен одним циркуляционным контуром с центробежными насосами (один из них резервный). Обвязка и конструкция внутренних переливных труб ХМФО-1 и ХМФО-2 аппаратов должна обеспечивать максимально возможный путь прохождения водно-зерновой массы в процессе ХМФО-обработки. Далее массу из ХМФО-аппарата(ов) при температуре 68-72oС подают в совмещенный вакуум-охладитель и осахариватель, куда вводят оставшееся количество сжижающего фермента, т. е. 40-30% от общего количества разжижающего фермента, и достаточное количество осахаривающего фермента. Осахаренное сусло затем подают на охлаждение в теплообменник, где его охлаждают до 22-32oС, сбраживают с помощью термотолерантных рас дрожжей с последующим выделением и ректификацией спирта с помощью брагоректификационной установки.The housing of the KhMFO apparatus is made vertical, cylindrical, with a conical bottom; the apparatus is equipped with one circulation circuit with centrifugal pumps (one of them is reserve). The strapping and construction of the internal overflow pipes of the KhMFO-1 and KhMFO-2 devices should provide the maximum possible path for the passage of the water-grain mass during the KhMPO-processing. Next, the mass from the KhMFI apparatus (s) at a temperature of 68-72 o C is fed into a combined vacuum cooler and saccharifier, where the remaining amount of the fluidizing enzyme is introduced, i.e. 40-30% of the total amount of fluidizing enzyme, and a sufficient amount of saccharifying enzyme. The saccharified wort is then fed to a heat exchanger for cooling, where it is cooled to 22-32 ° C, fermented using thermo-tolerant yeast races, followed by isolation and rectification of the alcohol using a distillation unit.

Результаты производственных экспериментов по влиянию режимов (режимы 4, 9, 14, 19) подготовки полисахаридного сырья к сбраживанию и технобиохимические показатели сусел (питательных сред на основе полисахаридного сырья) представлены в табл.2 и 4, соответственно. The results of production experiments on the influence of the modes (modes 4, 9, 14, 19) of preparing the polysaccharide feed for fermentation and technobiochemical parameters of the wort (nutrient media based on the polysaccharide feed) are presented in Tables 2 and 4, respectively.

Как видно из данных табл.2, реализовать экономически эффективно процесс производства спирта при температуре 68-72oС (режим 19) без использования производного полифосфорной кислоты указанной выше формулы и S-эмульгатора не удается.As can be seen from the data in Table 2, it is not possible to realize the alcohol production process at a temperature of 68-72 ° C (mode 19) without using the polyphosphoric acid derivative of the above formula and S-emulsifier.

Раздельное использование производного полифосфорной кислоты указанной выше формулы (режим 9, и S-эмульгатора (режим 4) несколько улучшает технико-экономические показатели производства спирта (выход спирта с тонны условного крахмала, его органолептические показатели, снижение расхода ферментных препаратов), однако не приводит к значительному улучшению вышеуказанных показателей. Separate use of the polyphosphoric acid derivative of the above formula (regimen 9, and the S-emulsifier (regimen 4) slightly improves the technical and economic indicators of alcohol production (alcohol yield per ton of conventional starch, its organoleptic characteristics, reduction in the consumption of enzyme preparations), but does not lead to significant improvement of the above indicators.

Наилучшие результаты были получены при реализации процесса в режиме 14 (по предлагаемому способу): выход спирта составил 66,8 дал с тонны условного крахмала, а суммарный расход ферментов был ниже, чем во всех испытанных режимах, и составил для α-амилазы - 1,8 ед. АС/г условного крахмала, для глюкоамилазы - 5,5 ед. ГлС/г условного крахмала. The best results were obtained when the process was carried out in mode 14 (according to the proposed method): the alcohol yield was 66.8 dal per ton of conventional starch, and the total enzyme consumption was lower than in all tested modes, and amounted to 1 for α-amylase, 8 units AC / g conditional starch, for glucoamylase - 5.5 units. GLS / g conditional starch.

Пример 7
Способ осуществляют аналогично примеру 6, однако используют производное полифосфорной кислоты формулы НО[РО3Х]n-РО3Х2, где Х=К, n=2, диспергирование и гомогенизацию замеса осуществляют в диспергирующем аппарате дезинтеграторе в зазоре между статором и вращающимся ротором при значении градиента скорости 1,0•105 м/с•м. Обработку замеса, поступающего со стадии его приготовления, проводят в три этапа. На первом этапе - в первом ХМФО-аппарате замес выдерживают при температуре 68-70oС, на втором этапе - во втором ХМФО-аппарате - при температуре 90-98oС, а на третьем этапе - в трубчатом стерилизаторе и паросепараторе-накопителе - при температуре 100-105oС. Нагрев массы в трубчатом стерилизаторе осуществляют острым паром с помощью контактной головки, установленной на линии подачи массы в трубчатый стерилизатор.
Example 7
The method is carried out analogously to example 6, however, a polyphosphoric acid derivative of the formula HO [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = K, n = 2, is used, the dispersion and homogenization of the batch is carried out in the dispersing apparatus of the disintegrator in the gap between the stator and the rotating rotor with a velocity gradient value of 1.0 • 10 5 m / s • m. Processing of the batch coming from the stage of its preparation is carried out in three stages. At the first stage - in the first KhMPO-apparatus, the batch is kept at a temperature of 68-70 o С, at the second stage - in the second KhMPO-apparatus - at a temperature of 90-98 o С, and at the third stage - in a tubular sterilizer and steam separator-storage - at a temperature of 100-105 o C. Heating of the mass in the tubular sterilizer is carried out with hot steam using a contact head mounted on the mass supply line to the tubular sterilizer.

Результаты экспериментов по влиянию режима (режимов 3, 8, 13, 18) подготовки полисахаридного сырья к сбраживанию на показатели производства спирта и технико-биохимические показатели сусел представлены в табл.2 и 4, соответственно. The results of experiments on the influence of the mode (modes 3, 8, 13, 18) of preparing the polysaccharide raw materials for fermentation on the indicators of alcohol production and technical and biochemical parameters of the wort are presented in Tables 2 and 4, respectively.

Как видно из данных табл.2, по мере снижения температуры варки сырья в известных способах [Регламент производства спирта из крахмалистого сырья. Часть 1. Министерство пищевой промышленности. М.: ВНИИПрБ, 1979, 270 с; Типовой технологический регламент производства спирта из крахмалистого сырья. Министерство сельского хозяйства и продовольствия РФ, М., 1998, 79 с. ] со 135-145oС (режим 16) до 110-120oС (режим 17) и, далее, до 90-105oС (режим 18), величина выхода спирта с тонны условного крахмала имеет устойчивую тенденцию к снижению, а расход α-амилазы и глюкоамилазы, наоборот, имеет тенденцию к увеличению. Дальнейшее уменьшение температуры варки еще более усугубляет картину и делает процесс варки технологически неоправданным.As can be seen from the data in table 2, as the temperature of cooking raw materials decreases in known methods [the Regulation for the production of alcohol from starchy raw materials. Part 1. Ministry of Food Industry. M .: VNIIIPrB, 1979, 270 s; Typical technological regulations for the production of alcohol from starchy raw materials. The Ministry of Agriculture and Food of the Russian Federation, M., 1998, 79 S. ] from 135-145 o С (mode 16) to 110-120 o С (mode 17) and, further, up to 90-105 o С (mode 18), the amount of alcohol output per ton of conventional starch has a steady tendency to decrease, and consumption of α-amylase and glucoamylase, on the contrary, tends to increase. A further decrease in the cooking temperature exacerbates the picture and makes the cooking process technologically unjustified.

Тем не менее, процесс варки при температуре 90-105oС возможен и экономически оправдан только в случае организации процесса подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии по режиму 13, т.е. по предлагаемому способу, в условиях диспергирования и гомогенизации замеса в присутствии производных полифосфорных кислот указанной выше формулы. В этом случае, по сравнению с режимом 16 и с режимом 18, выход спирта возрастает с 65,3 дал/т условного крахмала до 66,3 дал/т условного крахмала в режиме 13, а расход ферментов при этом снижается с 2,0 ед. АС/г условного крахмала и 6,2 ед. ГлС/г условного крахмала в режиме 16 до 1,7 ед. АС/г условного крахмала и 5,0 ед. ГлС/г условного крахмала в режиме 13. Раздельное использование технологических приемов диспергирования (режим 3) и обработки производными полифосфорных кислот (режим 8) несколько улучшает технико-экономические показатели процесса по сравнению с режимом 18, но не достигает показателей, полученных в режиме 13, т.е. по предлагаемому способу.However, the cooking process at a temperature of 90-105 o With possible and economically justified only if the organization of the process of preparing the polysaccharide raw materials for microbiological conversion mode 13, i.e. according to the proposed method, under the conditions of dispersion and homogenization of the batch in the presence of derivatives of polyphosphoric acids of the above formula. In this case, in comparison with mode 16 and mode 18, the alcohol yield increases from 65.3 dal / t of conventional starch to 66.3 dl / t of conventional starch in mode 13, while the consumption of enzymes decreases from 2.0 units . AC / g conditional starch and 6.2 units. GLS / g conditional starch in the regime of 16 to 1.7 units. AC / g conditional starch and 5.0 units GLS / g of conditional starch in mode 13. Separate use of technological methods of dispersion (mode 3) and treatment with derivatives of polyphosphoric acids (mode 8) somewhat improves the technical and economic parameters of the process compared to mode 18, but does not reach the indicators obtained in mode 13, those. by the proposed method.

Пример 8
Способ осуществляют аналогично примеру 6, только приготовление замеса и разваривание водно-зерновой массы проводят при температуре 58-62oС, т.е. при той температуре, когда технологически целесообразно и возможно пространственно-временное совмещение таких технологических операций, как приготовление замеса и его ХМФО-обработка с одновременным разжижением и осахариванием развариваемых масс.
Example 8
The method is carried out analogously to example 6, only the preparation of the batch and the boiling of the water-grain mass is carried out at a temperature of 58-62 o C, i.e. at that temperature when it is technologically feasible and possible to have spatio-temporal combination of such technological operations as preparation of a batch and its KhMFO processing with simultaneous dilution and saccharification of the cooked masses.

При осуществлении этого способа приготовление замеса ведут при температуре 58-62oС, а в смеситель-предразварник одновременно подают расчетное количество производного полифосфорных кислот общей формулы НО[РО3Х]n-РО3Х2, где X=NH4, n=5, общее расчетное количество разжижающего фермента (α-амилазы) и расчетное количество осахаривающего фермента (глюкоамилазы). Из схемы исключают стадию осахаривания, а разваренную и осахаренную массу из ХМФО-аппарата (ов) подают непосредственно на охлаждение в теплообменник с последующим сбраживанием. При исключении из схемы емкостных аппаратов для осахаривания затора требуется компенсация этих объемов за счет равноценного увеличения объемов ХМФО-аппарата(ов).When implementing this method, the preparation of the batch is carried out at a temperature of 58-62 o C, and the calculated amount of the polyphosphoric acid derivative of the general formula HO [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = NH 4 , n = 5, the total estimated amount of a fluidizing enzyme (α-amylase) and the estimated amount of a saccharifying enzyme (glucoamylase). The saccharification stage is excluded from the scheme, and the boiled and saccharified mass from the KhMPO apparatus (s) is fed directly to the heat exchanger for cooling, followed by fermentation. With the exclusion of capacitive apparatus from the scheme, saccharification of mash requires compensation of these volumes due to an equivalent increase in the volume of the KhMFO apparatus (s).

Результаты экспериментов по влиянию температурного режим разваривания сырья (режимы 5, 10, 15, 20) на технико-экономические показатели производства спирта и технико-биохимические показатели сусел представлены в табл.2 и 4, соответственно. The experimental results on the influence of the temperature regime of raw material digestion (modes 5, 10, 15, 20) on the technical and economic indicators of alcohol production and the technical and biochemical parameters of wort are presented in Tables 2 and 4, respectively.

Как видно из данных табл.2, реализовать привлекательный с точки зрения аппаратурного оформления процесс спиртопроизводства, когда процессы разваривания сырья, его разжижения и осахаривания совмещены во времени и пространстве, представляется возможным. Непременным условием эффективного проведения этого процесса является тонкое измельчение зерна в диспергирующем устройстве с одновременной химической обработкой производными полифосфорных кислот в присутствии воды. При соблюдении этих условий (режим 15) был получен наибольший среди всех представленных вариантов варки сырья (режимы 1-20) выход спирта, который составил величину 67,9 дал/т условного крахмала. Раздельное использование приема диспергирования замеса (режим 5) или обработка его производными полифосфорных кислот (режим 10), а тем более их отсутствие (режим 20) не дает желаемых результатов. Особенно это показательно на примере реализации режима 20, когда выход спирта оказался самьм низким, а расход ферментов самым высоким, при этом длительность процесса брожения резко возросла. As can be seen from the data in Table 2, it seems possible to implement the process of alcohol production, which is attractive from the point of view of hardware design, when the processes of raw material boiling, liquefaction, and saccharification are combined in time and space. An indispensable condition for the effective implementation of this process is the fine grinding of grain in a dispersing device with the simultaneous chemical treatment of derivatives of polyphosphoric acids in the presence of water. Under these conditions (mode 15), the highest alcohol yield was obtained among all the presented options for cooking raw materials (modes 1-20), which amounted to 67.9 dal / ton of conventional starch. Separate use of the method of dispersing the batch (mode 5) or processing it with derivatives of polyphosphoric acids (mode 10), and even more so their absence (mode 20) does not give the desired results. This is especially indicative of the example of the implementation of regime 20, when the alcohol yield turned out to be very low, and the enzyme consumption was the highest, while the duration of the fermentation process increased sharply.

Пример 9
По технологии примера 6 осуществляют процесс получения спирта, однако в качестве производного полифосфорной кислоты используют соединение общей формулы НО[РО3Х]n-РО3Х2, где Х=Н, n=6, при этом на стадии приготовления замеса в водно-зерновую суспензию вводят водный раствор карбоната натрия (сода) или аммиака.
Example 9
According to the technology of example 6, the process of producing alcohol is carried out, however, as a polyphosphoric acid derivative, a compound of the general formula HO [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = H, n = 6, is used, while at the stage of preparing the batch in water cereal suspension is injected with an aqueous solution of sodium carbonate (soda) or ammonia.

Технико-экономическая эффективность процесса аналогична процессу по режиму 13 (табл.2 и 4). The technical and economic efficiency of the process is similar to the process in mode 13 (Tables 2 and 4).

Пример 10
По технологии примера 6 осуществляют процесс получения спирта, включающего стадию подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии, однако в качестве диспергирующего устройства используют аппарат с высоскоростной мешалкой, в котором процессы диспергирования и гомогенизации осуществляют со скоростью 51,4 м/с, а в качестве производного полифосфорной кислоты применяют соединения общей формулы НО-[РО3Х]n-РО3Х2, где Х=этил, n= 2. В этом случае выход спирта составил 66,8 дал/т условного крахмала, при этом расход ферментов аналогичен расходу ферментов режима 14 (табл.2 и 4).
Example 10
According to the technology of example 6, the process of producing alcohol is carried out, which includes the stage of preparing the polysaccharide raw material for microbiological conversion, however, a device with a high-speed stirrer is used as a dispersing device, in which dispersion and homogenization processes are carried out at a speed of 51.4 m / s, and as a polyphosphoric derivative acids are used compounds of the general formula HO- [PO 3 X] n -PO 3 X 2, where X = ethyl, n = 2. In this case, the yield was 66.8 alcohol gave / t conditional starch, wherein the flow enzymes analogs ene flow regime 14 enzymes (Table 2 and 4).

Пример 11
По технологии примера 6 осуществляют процесс получения спирта, однако в качестве производного полифосфорной кислоты используют смесь (мас.% 1:1) соединений общей формулы НО-[РО3Х]n-РО3Х2, где Х=этил, n=1 и Х=К, n=1. Технико-экономическая эффективность процесса аналогична процессу по режиму 14 (табл.2 и 4).
Example 11
According to the technology of example 6, the process of producing alcohol is carried out, however, as a polyphosphoric acid derivative, a mixture (wt.% 1: 1) of compounds of the general formula HO- [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = ethyl, n = 1, is used and X = K, n = 1. The technical and economic efficiency of the process is similar to the process in mode 14 (Tables 2 and 4).

Пример 12
При получении спирта способ подготовки полисахаридного сырья к сбраживанию осуществляют аналогично примеру 6, однако разваривание водно-зернового замеса проводят не в ХМФО-аппарате(ах), как в случае примера 1, а в варочной станции в режиме непрерывного разваривания [Регламент производства спирта из крахмалистого сырья. Часть 1. Министерство пищевой промышленности. М.: ВНИИПрБ, 1979, 270 с] при температуре 135-145oС. По этому способу одновременно с подачей в смеситель дробленного зерна и воды подают суспензию α-амилолитических (разжижающих) ферментов из расчета 10-15% от общего количества разжижающих ферментов и водный раствор растворимых в питательной среде производных полифосфорных кислот общей формулы НО-[РО3Х]n-РО3Х2, где Х=К, n= 2. В процессе приготовления замеса водно-зерновую суспензию обрабатывают в аппарате, снабженном высокоскоростной мешалкой, в котором смешение и гомогенизацию осуществляют со скоростью 50-58 м/с.
Example 12
Upon receipt of the alcohol, the method of preparing the polysaccharide raw materials for fermentation is carried out analogously to example 6, however, the digestion of the water-grain batch is carried out not in the KhMPO apparatus (s), as in the case of example 1, but in the cooking station in the continuous brewing mode [Regulation for the production of alcohol from starchy raw materials. Part 1. Ministry of Food Industry. M .: VNIIIPrB, 1979, 270 s] at a temperature of 135-145 o C. According to this method, simultaneously with the supply of crushed grain and water to the mixer, a suspension of α-amylolytic (diluting) enzymes is fed at the rate of 10-15% of the total amount of diluting enzymes and an aqueous solution of soluble in a nutrient medium derivatives of polyphosphoric acids of the general formula HO- [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = K, n = 2. During the preparation of the batch, the water-grain suspension is treated in an apparatus equipped with a high-speed mixer in which mixing and homogenization is carried out with awn 50-58 m / s.

Оставшееся количество α-амилазы (85-90% от расчетного общего количества) и расчетное количество глюкоамилолитического фермента задают на стадию осахаривания. The remaining amount of α-amylase (85-90% of the calculated total amount) and the estimated amount of glucoamylolytic enzyme are set at the saccharification stage.

Результаты экспериментов по влиянию режима (режимов 1, 6, 11, 16) подготовки крахмалистого сырья к сбраживанию на технико-экономические показатели производства спирта представлены в табл.2 и 4. The results of experiments on the influence of the mode (modes 1, 6, 11, 16) of preparing starchy raw materials for fermentation on the technical and economic indicators of alcohol production are presented in Tables 2 and 4.

Как видно из данных табл.2 и 4, обработка замеса диспергатором (высокоскоростной мешалкой) и/или растворимыми в питательной среде производными полифосфорных кислот указанной выше формулы с последующим развариванием замеса в диапазоне температур 135-145oС положительным образом повлияло на технико-экономические показатели производства спирта. Однако это положительное влияние для различных режимов подготовки крахмалистого сырья к сбраживанию имеет разноплановый характер, что обусловлено технологическими границами возможности работы варочной станции при варьировании взаимовлияющих параметров процесса - эффективная температура разваривания замеса и степень его гомогенности.As can be seen from the data in Tables 2 and 4, the processing of the batch with a dispersant (high-speed mixer) and / or soluble derivatives of polyphosphoric acids of the above formula with subsequent boiling of the batch in the temperature range 135-145 o С positively affected the technical and economic indicators alcohol production. However, this positive effect for various modes of preparing starchy raw materials for fermentation is diverse in nature, which is due to the technological limits of the possibility of the operation of the cooking station with varying mutually affecting process parameters - the effective temperature of the kneading of the batch and its degree of homogeneity.

При реализации процесса производства спирта в случае обработки замеса только высокоскоростной мешалкой (режим 1), по сравнению с известным способом (режим 16), можно снизить без ухудшения качества сусла расход α-амилазы на 0,2 ед. АС/г условного крахмала и расход глюкоамилазы на 0,3 ед. ГлС/г условного крахмала. Кроме того, сокращается длительность брожения с 72 ч до 62 чв, т.е. на 10 ч. When implementing the process of alcohol production in the case of processing the batch only with a high-speed mixer (mode 1), in comparison with the known method (mode 16), it is possible to reduce the consumption of α-amylase by 0.2 units without deteriorating the quality of the wort. AC / g conditional starch and glucoamylase consumption by 0.3 units. GLS / g conditional starch. In addition, the duration of fermentation is reduced from 72 hours to 62 hours, i.e. for 10 hours

Однако, повышение выхода спирта с тонны условного крахмала (режим 1) по сравнению с известным способом (режим 16) не наблюдается, что связано с неизбежным переваром хорошо гомогенизированного замеса (заметное потемнение сваренной массы) при установленных высоких температурах разваривания (135-145oС).However, an increase in the yield of alcohol per ton of conventional starch (mode 1) compared with the known method (mode 16) is not observed, which is associated with the inevitable digestion of a well-homogenized batch (noticeable darkening of the cooked mass) at established high boiling points (135-145 o С )

Аналогичную картину можно наблюдать, сравнивая процессы варки сырья в режимах 6 и 16: и в этом случае только использование производных полифосфорных кислот приводит к экономии эффективных доз разжижающих и осахаривающих ферментов, к сокращению длительности брожения, но также, за счет усиления эффекта перевара массы, повышения выхода спирта не наблюдают. A similar picture can be observed by comparing the cooking processes of raw materials in modes 6 and 16: in this case, only the use of derivatives of polyphosphoric acids leads to savings in effective doses of thinning and saccharifying enzymes, to a reduction in the duration of fermentation, but also due to an increase in the effect of weight transfer, increase no alcohol output is observed.

Совмещая режимы обработки (режим 11), т.е. используя прием диспергирования замеса в присутствии производных полифосфорных кислот, удается существенно снизить расход разжижающих и осахаривающих ферментов до 0,9 ед. АС/г условного крахмала и 4,4 ед. ГлС/г условного крахмала, соответственно. Combining processing modes (mode 11), i.e. using the method of dispersing the batch in the presence of derivatives of polyphosphoric acids, it is possible to significantly reduce the consumption of thinning and saccharifying enzymes to 0.9 units. AC / g conditional starch and 4.4 units. GLS / g conditional starch, respectively.

Таким образом, раздельное использование диспергатора или производных полифосфорных кислот в технологии приготовление замеса при реализации высокотемпературного режима разваривания (135-145oС) возможно и желательно только с целью сокращения расхода ферментных препаратов на разжижение и осахаривание и с целью сокращения длительности брожения.Thus, the separate use of a dispersant or derivatives of polyphosphoric acids in the technology of kneading when implementing a high-temperature mode of boiling (135-145 o С) is possible and desirable only with the aim of reducing the consumption of enzyme preparations for liquefaction and saccharification and in order to reduce the duration of fermentation.

Пример 13
Способ осуществляет аналогично примеру 6, только температуру варки поддерживают на уровне 110-120oС (режимы 2, 7, 12, 17).
Example 13
The method implements analogously to example 6, only the cooking temperature is maintained at 110-120 o C (modes 2, 7, 12, 17).

Результаты экспериментов по влиянию температурного режима (режимов 2, 7, 12, 17) подготовки полисахаридного сырья к сбраживанию на технико-экономические показатели производства спирта представлены в табл.2 и 4. The results of experiments on the influence of the temperature regime (modes 2, 7, 12, 17) of preparing the polysaccharide feed for fermentation on the technical and economic indicators of alcohol production are presented in Tables 2 and 4.

Как видно из данных табл.2 и 4, снижение температуры разваривания сырья по известному способу (режим 17) экономически нецелесообразно. При реализации этого способа температура разваривания сырья оказывается недостаточной, что приводит к неполному растворению крахмала зерна в питательной среде и, как следствие, к повышению в зрелой бражке уровня нерастворенного крахмала, повышению величины содержания остаточного количества несброженных сухих веществ в бражке (величина "отброда") и повышению количества несброженных сахаров по сравнению с процессом в режиме 16. Процесс спиртопроизводства по режиму 17 характеризуется снижением выхода спирта до 65,3 дал/т условного крахмала на фоне увеличения расхода разжижающих ферментов (до 2,5 ед. АС/г условного крахмала) и осахаривающих ферментов (до 6,4 ед. ГлС/г условного крахмала). As can be seen from the data in Tables 2 and 4, a decrease in the temperature of raw material digestion by a known method (mode 17) is not economically feasible. When implementing this method, the cooking temperature of the raw materials is insufficient, which leads to incomplete dissolution of grain starch in a nutrient medium and, as a result, to an increase in the level of undissolved starch in a mature mash, an increase in the content of the residual amount of unfermented dry substances in the mash (the value of "brood") and an increase in the amount of unfermented sugars compared to the process in mode 16. The process of alcohol production in mode 17 is characterized by a decrease in the yield of alcohol to 65.3 dal / ton of conventional starch against the background of an increase in the consumption of thinning enzymes (up to 2.5 units of AS / g of conditional starch) and saccharifying enzymes (up to 6.4 units of HCl / g of conditional starch).

Обработка замеса либо диспергатором (скоростной мешалкой), либо производными полифосфорных кислот (режимы 2 и 7) с дальнейшим развариванием замеса при температуре 110-120oС улучшает технико-экономические показатели спиртопроизводства (выход спирта увеличивается до 65,7 дал/т условного крахмала и 65,9 дал/т условного крахмала), соответственно. Вместе с этим, в режиме 2 и 7 расход как разжижающих, так и осахаривающих ферментов уменьшается по сравнению с режимом 17 при сокращении длительности процесса брожения.Processing of the batch with either a dispersant (high-speed mixer) or polyphosphoric acid derivatives (modes 2 and 7) with further boiling of the batch at a temperature of 110-120 o C improves the technical and economic indicators of alcohol production (the alcohol yield increases to 65.7 dal / ton of conventional starch and 65.9 dal / ton of conventional starch), respectively. At the same time, in regimes 2 and 7, the consumption of both thinning and saccharifying enzymes decreases compared to regime 17 while reducing the duration of the fermentation process.

Более лучшие результаты получены при гомогенизации замеса диспергатором (скоростной мешалкой) в присутствии производных полифосфорных кислот, т.е. при реализации режима 12. В этом случае выход спирта составил 66,0 дал/т условного крахмала, расход разжижающего фермента снижен до 1,1 ед. АС/г условного крахмала, расход осахаривающего фермента - до 4,5 ед. ГлС/г условного крахмала, а длительность брожения снижена на 10 ч по сравнению с известным способом (режим 16) (табл.2). Better results were obtained by homogenizing the batch with a dispersant (high-speed stirrer) in the presence of polyphosphoric acid derivatives, i.e. during the implementation of regime 12. In this case, the alcohol yield was 66.0 dal / ton of conventional starch, the consumption of the fluidizing enzyme was reduced to 1.1 units. AC / g conditional starch, saccharification enzyme consumption - up to 4.5 units. HlS / g conditional starch, and the duration of fermentation is reduced by 10 hours compared with the known method (mode 16) (table 2).

Пример 14
По технологии примера 6 осуществляют процесс получения спирта, однако в качестве производного полифосфорной кислоты используют кальциевое нерастворимое в замесе соединение общей формулы НО-[РО3Х]n-РО3Х2, где Х=Са, n=15. Технико-экономическая эффективность процесса аналогична процессу по режиму 4 (обработка замеса только диспергатором). Таким образом, нерастворимые в замесе производные полифосфорной кислоты не оказывают никакого положительного эффекта на процесс спиртопроизводства.
Example 14
According to the technology of example 6, the process of producing alcohol is carried out, however, as the polyphosphoric acid derivative, a calcium compound insoluble in a batch of the general formula HO- [PO 3 X] n -PO 3 X 2 , where X = Ca, n = 15, is used. The technical and economic efficiency of the process is similar to the process according to mode 4 (processing of the batch with a dispersant only). Thus, polyphosphoric acid derivatives insoluble in the batch do not have any positive effect on the process of alcohol production.

Пример 15 (по способу-прототипу)
Измельченное на молотковых дробилках полисахаридное сырье (рожь) (проход дробленого зерна через сито с диаметром отверстий 1 мм не менее 75-80%) смешивают с теплой водой и бактериальным ферментным препаратом - источником α-амилазы (амилосубтилин Гх или Г3х), поддерживая температуру замеса на уровне 50-55oС. Амилосубтилин дозируют из расчета 1,5-2,0 ед. АС/г условного крахмала. Соотношение зерна и воды, поступающих в смеситель, составляет 1: 3,0-3,2 и устанавливается в зависимости от крахмалистости зерна с учетом того, чтобы концентрация сусла в осахаривателе была 16-18% по сахариметру. Продолжительность пребывания замеса в смесителе 10-12 мин. Затем замес, подогретый с помощью контактной головки до температуры 70-72oС, выдерживают в течение 2,0-2,5 ч в аппарате гидродинамической и ферментативной обработки первой ступени (ГДФО-1) при постоянном перемешивании замеса. Для лучшего сохранения активности α-амилазы ее введение осуществляют в 2 точки: 1,5 ед. АС/г условного крахмала в смеситель и 0,5 ед. АС/г условного крахмала в аппарат ГДФО-1. Далее замес подают в аппарат гидродинамической и ферментативной обработки второй ступени (ГДФО-2), где масса, проходя по секциям аппарата, нагревается от 65oС до 85oС с последующей выдержкой массы при температуре 105-110oС.
Example 15 (prototype method)
Polysaccharide raw materials (rye) crushed by hammer crushers (the passage of crushed grain through a sieve with a hole diameter of 1 mm at least 75-80%) is mixed with warm water and a bacterial enzyme preparation - a source of α-amylase (amylosubtilin Gx or G3x), maintaining the kneading temperature at the level of 50-55 o C. Amylosubtilin is dosed at the rate of 1.5-2.0 units. AC / g conditional starch. The ratio of grain and water entering the mixer is 1: 3.0-3.2 and is set depending on the starchiness of the grain, taking into account that the concentration of wort in the saccharifier is 16-18% by saccharimeter. The duration of the kneading in the mixer is 10-12 minutes. Then the batch, heated with the help of a contact head to a temperature of 70-72 o C, is kept for 2.0-2.5 hours in the apparatus of hydrodynamic and enzymatic processing of the first stage (GDFO-1) with constant mixing of the batch. To better maintain the activity of α-amylase, its introduction is carried out in 2 points: 1.5 units AC / g conditional starch in the mixer and 0.5 units AC / g conditional starch in the apparatus GDFO-1. Next, the batch is fed into the apparatus of the hydrodynamic and enzymatic treatment of the second stage (GDFO-2), where the mass passing through the sections of the apparatus is heated from 65 o C to 85 o C with subsequent exposure of the mass at a temperature of 105-110 o C.

Для осахаривания стерилизованной и охлажденной массы ее смешивают с амилосубтилином Г3х из расчета 0,4-0,6 ед. АС/г условного крахмала и глюкаваморином Гх из расчета 6,2-6,4 ед. ГлС/г условного крахмала. Далее полученное осахаренное сусло охлаждают и сбраживают, а из зрелой бражки выделяют ректификованный спирт. To saccharify a sterilized and chilled mass, it is mixed with amylosubtilin G3x at the rate of 0.4-0.6 units. AC / g conditional starch and glucavamorin Gx at the rate of 6.2-6.4 units. GLS / g conditional starch. Next, the obtained sugared wort is cooled and fermented, and rectified alcohol is isolated from the mature mash.

Результаты производственных экспериментов представлены в табл.2 (режим 17) и 4. Как видно из данных табл.2, при реализации процесса по способу-прототипу выход спирта с тонны условного крахмала составил 65,3 дал при длительности брожения 76 ч. The results of production experiments are presented in table 2 (mode 17) and 4. As can be seen from the data in table 2, when implementing the process according to the prototype method, the yield of alcohol per ton of conditional starch was 65.3 gave with a fermentation duration of 76 hours

Пример 16 (по способу Регламента производства спирта из крахмалистого сырья. Часть 1. Министерство пищевой промышленности. М.: ВНИИПрБ, 1979, 270 с.)
Измельченное на молотковых дробилках полисахаридное сырье (рожь) (проход дробленого зерна через сито с диаметром отверстий 1 мм не менее 50-60%) смешивают с теплой водой, поддерживая температуру замеса на уровне 65-70oС. Соотношение зерна и воды, поступающих в смеситель-предразварник, составляет 1: 2,5-3,5 и устанавливается в зависимости от крахмалистости зерна с учетом того, чтобы концентрация сусла в осахаривателе была 16-18% по сахариметру. Продолжительность пребывания замеса в смесителе 10-12 мин. Подваренный замес подают в подогреватель, где его нагревают вторичным паром до 75-85oС и затем подают в контактную головку, где замес нагревают до температуры 135-145oС с последующей подачей его в варочную станцию.
Example 16 (by the method of the Rules for the production of alcohol from starchy raw materials. Part 1. The Ministry of food industry. M: VNIIIPrB, 1979, 270 S.)
The polysaccharide raw materials (rye) crushed by hammer crushers (the passage of crushed grain through a sieve with a hole diameter of 1 mm at least 50-60%) is mixed with warm water, maintaining the batch temperature at 65-70 o C. The ratio of grain to water entering the mixer-pre-welder is 1: 2.5-3.5 and is set depending on the starchiness of the grain, taking into account that the concentration of wort in the saccharifier is 16-18% by saccharimeter. The duration of the kneading in the mixer is 10-12 minutes. The cooked batch is fed to the heater, where it is heated with secondary steam to 75-85 o C and then fed to the contact head, where the batch is heated to a temperature of 135-145 o C, followed by its supply to the cooking station.

Для осахаривания стерилизованной и охлажденной массы ее смешивают с амилосубтилином Г3х из расчета 1,9-2,1 ед. АС/г условного крахмала и глюкаваморином Гх из расчета 6,0-6,4 ед. ГлС/г условного крахмала. Далее полученное осахаренное сусло охлаждают и сбраживают, а из зрелой бражки выделяют ректификованный спирт. To saccharify a sterilized and chilled mass, it is mixed with amylosubtilin G3x at the rate of 1.9-2.1 units. AC / g conditional starch and glucavamorin Gx at the rate of 6.0-6.4 units. GLS / g conditional starch. Next, the obtained sugared wort is cooled and fermented, and rectified alcohol is isolated from the mature mash.

Результаты производственных экспериментов представлены в табл.2 (режим 16). Как видно из данных табл.2, при реализации процесса по известному способу выход спирта с тонны условного крахмала составил 65,5 дал при длительности брожения 72 ч. The results of production experiments are presented in table 2 (mode 16). As can be seen from the data of table 2, when implementing the process according to the known method, the yield of alcohol per ton of conventional starch was 65.5 gave with a fermentation duration of 72 hours

Пример 17
По технологии примера 6 осуществляют процесс получения спирта, однако в качестве катализатора для гидролиза полисахаридного сырья используют ортофосфорную кислоту из расчета 0,003 г на 1 г условного крахмала сырья, при этом обработку замеса проводят в S-эмульгаторе в зазоре между статором и ротом при значении градиента скорости 5,0•105 м/с•м.
Example 17
According to the technology of example 6, the process of producing alcohol is carried out, however, orthophosphoric acid is used as a catalyst for the hydrolysis of the polysaccharide feed at a rate of 0.003 g per 1 g of conventional starch of raw materials, while the batch is processed in the S-emulsifier in the gap between the stator and the mouth at a speed gradient 5.0 • 10 5 m / s • m.

В результате проведенного производственного эксперимента выход целевого продукта с 1 т условного крахмала составил 65,3 дал, что практически соответствует выходу спирта при проведении процесса подготовки крахмалсодержащего сырья к сбраживанию с использованием только диспергирующего устройства (табл.2, режим 4). As a result of a production experiment, the yield of the target product with 1 ton of conventional starch was 65.3 dal, which almost corresponds to the yield of alcohol during the process of preparing starch-containing raw materials for fermentation using only a dispersing device (Table 2, mode 4).

Пример 18
По технологии примера 6 осуществляют процесс получения спирта, однако в качестве катализатора для гидролиза полисахаридного сырья используют ортофосфат натрия в количестве 0,003 г на 1 г условного крахмала сырья, при этом обработку замеса в диспергирующем устройстве проводят так же, как и в примере 17.
Example 18
According to the technology of example 6, the process of producing alcohol is carried out, however, sodium orthophosphate in the amount of 0.003 g per 1 g of conventional starch of raw materials is used as a catalyst for the hydrolysis of the polysaccharide feedstock, while the batch is processed in the dispersing device in the same way as in example 17.

В результате проведенного эксперимента выход спирта составил 65,1 дал с 1 т условного крахмала сырья, что ниже выхода спирта при проведении процесса подготовки полисахаридного сырья к сбраживанию с использованием диспергирующего устройства (см. табл.2, режим 4). As a result of the experiment, the alcohol yield was 65.1 yields per ton of conventional starch of raw materials, which is lower than the alcohol yield during the preparation of the polysaccharide raw material for fermentation using a dispersing device (see Table 2, mode 4).

В полученных бражках (отгоны прямой перегонки зрелой бражки) во всех реализованных режимах подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конвенверсии в технологии получения этилового спирта (режимы 1-20) проводили анализ на содержание в бражках микропримесей методом хромато-масс-спектрометрии. Дополнительно проводили дегустацию ректификованного спирта, полученного в процессах по режимам 1-20 (условия ректификации, а также способ и аппаратурно-технологическое оформление брагоректификационной установки были во всех случаях одинаковы). Данные представлены в табл.3. In the obtained mash (distillation of the direct distillation of the mature mash) in all realized modes of preparing the polysaccharide raw material for microbiological convection in the technology for producing ethanol (modes 1-20), the analysis of the content of microimpurities in the mash was carried out by chromatography-mass spectrometry. In addition, tasting of rectified alcohol obtained in the processes according to modes 1-20 was carried out (the conditions of rectification, as well as the method and apparatus and technological design of the distillation unit were the same in all cases). The data are presented in table.3.

Как видно из данных табл. 3, максимальное количество микропримесей в бражных отгонах было обнаружено в случае подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии, где температура разваривания сырья была максимальна (режим 6), при этом провоцирование процесса перевара массы диспергированием и/или введением производных полифосфорных кислот (режимы 1,6 и, особенно, 11) способствовало увеличению микропримесей в зрелых бражках. Снижение температуры тепловой обработки сырья при подготовке полисахаридного сырья к микробиологической конверсии в соответствии с предлагаемым способом приводит к значительному снижению микропримесей в зрелых бражках. As can be seen from the data table. 3, the maximum amount of microimpurities in the distillate distillates was found in the case of preparing the polysaccharide feed for microbiological conversion, where the cooking temperature of the feed was maximum (mode 6), while provoking the process of digesting the mass by dispersing and / or introducing derivatives of polyphosphoric acids (modes 1.6 and , especially, 11) contributed to an increase in trace elements in mature mash. Lowering the temperature of heat treatment of raw materials in the preparation of polysaccharide raw materials for microbiological conversion in accordance with the proposed method leads to a significant reduction in trace elements in mature mash.

Качественный и количественный состав микропримесей влияет на дегустационные (органолептические) характеристики ректификованного спирта: с уменьшением их количества и разнообразия органолептические показатели спирта улучшаются. Так, спирты, полученные в режимах 4, 5, 9, 10, 14, 15, 19, 20, по сравнению со спиртами, полученными в процессах по режимам 1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 12, 13, 16, 17, 18, имели выраженный, без посторонних привкусов, но умеренный спиртовой запах и вкус. Эти спирты характеризовались отсутствием резкого запаха, сладковатым вкусом, без привкуса горечи, сильно ослабленным жжением слизистой ротовой полости. The qualitative and quantitative composition of trace elements affects the tasting (organoleptic) characteristics of rectified alcohol: with a decrease in their quantity and variety, organoleptic indicators of alcohol improve. So, the alcohols obtained in modes 4, 5, 9, 10, 14, 15, 19, 20, compared with the alcohols obtained in the processes under modes 1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 12, 13 , 16, 17, 18, had a pronounced, without extraneous smack, but moderate alcohol smell and taste. These alcohols were characterized by the absence of a pungent odor, a sweetish taste, without a taste of bitterness, and greatly weakened by burning of the oral mucosa.

Claims (1)

Способ подготовки полисахаридного сырья к микробиологической конверсии, включающий измельчение и гомогенизацию полисахаридного сырья с последующим переводом его в питательные среды, отличающийся тем, что измельчение и гомогенизацию проводят в диспергирующем устройстве в присутствии растворимых в питательных средах производных полифосфорных кислот общей формулы НО-[РО3Х] n-РО3Х2, где Х - щелочной металл, водород, ион аммония или алифатический органический радикал, а n≥1.A method of preparing a polysaccharide feedstock for microbiological conversion, including grinding and homogenizing the polysaccharide feedstock with its subsequent transfer to nutrient media, characterized in that the grinding and homogenization is carried out in a dispersing device in the presence of polyphosphoric acid derivatives of the general formula HO- [PO 3 X soluble in nutrient media] ] n —PO 3 X 2 , where X is an alkali metal, hydrogen, an ammonium ion or an aliphatic organic radical, and n≥1.
RU2000119383/13A 2000-07-21 2000-07-21 Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion RU2202606C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000119383/13A RU2202606C2 (en) 2000-07-21 2000-07-21 Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000119383/13A RU2202606C2 (en) 2000-07-21 2000-07-21 Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000119383A RU2000119383A (en) 2002-08-20
RU2202606C2 true RU2202606C2 (en) 2003-04-20

Family

ID=20238172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000119383/13A RU2202606C2 (en) 2000-07-21 2000-07-21 Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2202606C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006025761A1 (en) * 2004-08-17 2006-03-09 Viktor Vasilievich Marchenko Method for producing sour milk products, method for treating milk therefor, sour milk production line, device for treating milk for said line.
RU2617945C2 (en) * 2010-12-06 2017-04-28 Карджилл, Инкорпорейтед Method of grain protein liquefaction

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АХМЕТОВ Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 2001, с.403-406. Энциклопедия полимеров. - М.: Советская энциклопедия, 1972, т.1, с.961-962, т.2, с.370. *
Типовой технологический регламент производства спирта из крахмалистого сырья. Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации. - М., 1998. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006025761A1 (en) * 2004-08-17 2006-03-09 Viktor Vasilievich Marchenko Method for producing sour milk products, method for treating milk therefor, sour milk production line, device for treating milk for said line.
CN1993054B (en) * 2004-08-17 2011-07-20 维克托·瓦西里耶维奇·马尔琴科 Method for producing sour milk products, method for treating milk therefor, sour milk production line, device for treating milk for said line
AU2005280698B2 (en) * 2004-08-17 2011-10-13 Viktor Vasilievich Marchenko Method for producing sour milk products, method for treating milk therefor, sour milk production line, device for treating milk for said line.
RU2617945C2 (en) * 2010-12-06 2017-04-28 Карджилл, Инкорпорейтед Method of grain protein liquefaction
US9655375B2 (en) 2010-12-06 2017-05-23 Cargill Incorporated Process for liquefying cereal proteins

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8715979B2 (en) Method of producing filamentous fungus culture product
US9476068B2 (en) High efficiency process and high protein feed co-product
US9725742B2 (en) High efficiency ethanol process and high protein feed co-product
CN104256086B (en) Technology for preparing docosahexaenoic acid (DHA)-rich feed additive by grain dreg raw material through fermentation
AU2007232478B2 (en) Nutritional supplement for alcoholic fermentation medium
US20060292677A1 (en) Use of corn with low gelatinization temperature for production of fermentation-based products
HU228697B1 (en) Method for producing ethanol with frequent input of yeast
CN104171410A (en) Making method of milk cow feed additive
US7998715B2 (en) Method of producing liquid koji having enhanced plant fiber degeneration enzyme, liquid koji obtained by the method and use thereof
RU2202606C2 (en) Method for preparing vegetable raw to microbiological conversion
CN106566857A (en) Process for producing yeast protein from peel residues generated in whole potato flour production process
JP5545927B2 (en) Method for producing rice-derived highly fermentable sugar solution
RU2041950C1 (en) Method for production of ethyl alcohol of cereals raw materials
WO2012049737A1 (en) Method for manufacturing liquid malt enhanced in starch-degrading enzyme activity and dietary fiber-degrading enzyme activity
CN116731805A (en) Chinese chestnut mash and preparation method and application thereof
RU2199586C2 (en) Method of production of ethyl alcohol
SU1024503A1 (en) Method for producing ethanol from starch-containing feedstock
RU2054043C1 (en) Method of alcohol producing for national drink
RU2111252C1 (en) Method of production of ethanol
CN110184150A (en) A kind of brewing method of the low enzyme pretreatment of dilute salt
JP2011078366A (en) Method for producing liquid malt enhanced in starch-degrading enzyme activity and in edible fiber-degrading enzyme activity
JPS58138385A (en) Production of alcohol from raw sweet potato
CN101273120A (en) Method of producing fungal culture
JP2010161997A (en) Method for producing saccharified liquid by using seed of assai palm and method for producing ethanol by using the saccharified liquid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050722