RU2359034C2 - Method of ethanol production out of grain raw material - Google Patents

Method of ethanol production out of grain raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2359034C2
RU2359034C2 RU2006137628/13A RU2006137628A RU2359034C2 RU 2359034 C2 RU2359034 C2 RU 2359034C2 RU 2006137628/13 A RU2006137628/13 A RU 2006137628/13A RU 2006137628 A RU2006137628 A RU 2006137628A RU 2359034 C2 RU2359034 C2 RU 2359034C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grain
batch
water
carried out
endosperm
Prior art date
Application number
RU2006137628/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006137628A (en
Inventor
Андрей Викторович Кузмичев (RU)
Андрей Викторович Кузмичев
Анатолий Федорович Цыцаркин (RU)
Анатолий Федорович Цыцаркин
Александр Викторович Ежков (RU)
Александр Викторович Ежков
Александр Александрович Ежков (RU)
Александр Александрович Ежков
Дмитрий Викторович Арсеньев (BY)
Дмитрий Викторович Арсеньев
Шамиль Гарифович Еникеев (RU)
Шамиль Гарифович Еникеев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Экология"
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 "Научно-производственная компания "Экология" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Экология"
Priority to RU2006137628/13A priority Critical patent/RU2359034C2/en
Publication of RU2006137628A publication Critical patent/RU2006137628A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359034C2 publication Critical patent/RU2359034C2/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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

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

Abstract

FIELD: food products. ^ SUBSTANCE: invention relates to alcohol industry, namely to production spirit out of grain raw material. Method provides for batch preparation its water and heat treatment during 1-2.5 hours, saccharification, starter of yeast, obtained wort distillation. Water and heat treatment is performed in container equipped by recirculating gabarit with treatment chamber connected to it. Bran coating separation from endosperm is performed in it during batch recirculation. This process is combined with dispersion, homogenising and batch warming. Mentioned operations are performed by supply of prime steam at temperature not less than 130C at a speed of not less than acoustical velocity simultaneously with supply of batch. Dispersion, homogenising and batch warming are performed simultaneously at the opening of treatment chamber. Separation of fraction containing bran coating is performed after completing of water and heat treatment. According to the first version the fraction containing endosperm is moved to saccharification. According to the second version water and heat treatment is performed in two stages. During the second stage fraction containing bran coating is treated at a temperature of 150 - 160C during 1-1.5 hours, after that it is saccharificated. ^ EFFECT: enhanced energy efficiency and enzyme preparations consumption. ^ 12 cl, 5 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности и может использоваться при производстве спирта из зернового сырья.The invention relates to the alcohol industry and can be used in the production of alcohol from grain raw materials.

Известен способ производства этилового спирта из зернового сырья, предусматривающий отделение шелухи от зерна, измельчение отделенного от шелухи зерна, смешивание его с жидкой фракцией, тепловую обработку смеси с предварительным ферментативным ее гидролизом амилолитическими ферментами, стерилизацию массы, охлаждение ее, окончательный ферментативный гидролиз, охлаждение до температуры брожения, сбраживание полученного сусла непрерывно-поточным способом в батарее ферментаторов с последующим получением спирта и послеспиртовой барды, добавление к последней отделенной шелухи и вывод из процесса с использованием в качестве кормопродукта [RU №2162103 С1, 2001].A known method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, comprising separating the husk from the grain, grinding the grain separated from the husk, mixing it with the liquid fraction, heat treating the mixture with its preliminary enzymatic hydrolysis by amylolytic enzymes, sterilizing the mass, cooling it, final enzymatic hydrolysis, cooling to fermentation temperature, fermentation of the obtained wort in a continuous-flow way in a fermenter battery, followed by alcohol and post-alcohol distillery stillage , adding to the last separated husks and conclusion from the process using as a feed product [RU No. 2162103 C1, 2001].

В известном способе зерно фракционируют на шелуху и эндосперм на шелушильной машине, а затем после отделения измельченной шелухи эндосперм дополнительно измельчают на молотковой дробилке и подвергают водно-тепловой обработке и основному и дополнительному ферментативному гидролизу.In the known method, the grain is fractionated into husk and endosperm on a peeling machine, and then after separation of the crushed husk, the endosperm is additionally ground on a hammer mill and subjected to water-heat treatment and the main and additional enzymatic hydrolysis.

Однако даже при тонком помоле (100%-ный проход через одномиллиметровое сито) его частицы по размеру могут отличаться в 10-100 раз. Дальнейшее водно-тепловое воздействие на такой помол приводит к технологическим потерям: при «жестком» режиме (130-140°С) имеет место карамелизация сахаров, образуемых из мелкодисперсных фракций, а при мягком (до 100°С) - неполное растворение крахмала грубодисперсных фракций.However, even with fine grinding (100% passage through a one-millimeter sieve), its particles can differ in size by 10-100 times. Further water-thermal effect on such a grinding leads to technological losses: in the “hard” mode (130-140 ° С) caramelization of sugars formed from finely divided fractions takes place, and in the mild (up to 100 ° С) incomplete dissolution of starch of coarse fractions takes place .

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ производства этилового спирта из зернового сырья, включающий отделение фракции, содержащей оболочки зерна, от фракции, содержащей эндосперм, приготовление замеса и его водно-тепловую обработку, осахаривание замеса, сбраживание сусла, перегонку образовавшейся бражки и смешивание фракции, содержащей оболочки зерна, с послеспиртовой бардой [RU №2041950 С1, 1995].The closest analogue to the proposed invention is a method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, comprising separating the fraction containing the shell of grain from the fraction containing endosperm, preparing the batch and its heat-water treatment, saccharification of the batch, fermentation of the wort, distillation of the resulting mash and mixing of the fraction containing a shell of grain, with a post-alcohol distillery stillage [RU No. 2041950 C1, 1995].

В качестве недостатков ближайшего аналога следует указать то, что способ для своей реализации также требует наличия в составе технологического оборудования аппаратов для шелушения и помола зерна, которые не могут обеспечить его помол на одинаковые по размеру частицы, что по указанным выше причинам на дальнейших стадиях технологического процесса приводит к технологическим потерям и к уменьшению выхода спирта и требует для ускорения процесса повышенного расхода ферментных препаратов. Использование этих аппаратов - шелушильных машин и дробилок - требует значительного расхода электроэнергии. Кроме того, при использовании шелушильных машин и механическом помоле зерна невозможно полностью отделить крахмалосодержащую часть зерна от оболочки, поэтому при дальнейшем фракционировании часть крахмала выводится из технологического процесса с фракцией, содержащей оболочки, что также приводит к уменьшению выхода спирта, а часть фракции, содержащей оболочки зерна наоборот попадает во фракцию, содержащую эндосперм, что в результате приводит к ухудшению качества спирта.As disadvantages of the closest analogue, it should be noted that the method for its implementation also requires the presence of peeling and grinding machines in the technological equipment, which cannot ensure its grinding to particles of the same size, which for the above reasons at further stages of the technological process leads to technological losses and to a decrease in the yield of alcohol and requires an increased consumption of enzyme preparations to accelerate the process. The use of these devices - peeling machines and crushers - requires significant energy consumption. In addition, when using husking machines and mechanical grinding of grain, it is impossible to completely separate the starch-containing part of the grain from the shell, therefore, with further fractionation, part of the starch is removed from the process with a fraction containing shells, which also leads to a decrease in the yield of alcohol, and part of the fraction containing shells grain, on the contrary, falls into the fraction containing endosperm, which as a result leads to a deterioration in the quality of alcohol.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в сокращении состава технологического оборудования, снижении затрат электроэнергии, уменьшении расхода ферментных препаратов, ускорении технологического процесса и увеличении выхода, а также в улучшении качества спирта.The technical result to which the invention is directed is to reduce the composition of technological equipment, reduce energy costs, reduce the consumption of enzyme preparations, accelerate the process and increase yield, as well as improve the quality of alcohol.

Указанный технический результат в первом варианте осуществления способа достигается тем, что в способе производства этилового спирта из зернового сырья, включающем отделение фракции, содержащей оболочки зерна, от фракции, содержащей эндосперм, приготовление замеса и его водно-тепловую обработку, осахаривание замеса, сбраживание сусла, перегонку образовавшейся бражки и смешивание фракции, содержащей оболочки зерна, с послеспиртовой бардой, приготовление замеса осуществляют, смешивая цельное зерно с водой, проводят предобработку зерна путем его замачивания, водно-тепловую обработку осуществляют в течение 1-2,5 часов с обеспечением нагрева замеса до температуры 75-95°С в емкости, снабженной рециркуляционным контуром с включенной в него камерой обработки, в которой в процессе рециркуляции замеса осуществляют отделение оболочек зерна от эндосперма, совмещая эту операцию с диспергированием, гомогенизацией и нагревом замеса, при этом отделение оболочек зерна от эндосперма и диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса осуществляют путем подачи в камеру обработки одновременно с подачей замеса насыщенного пара с температурой не менее 130°С и со скоростью не менее скорости звука, последующего их смешивания и обеспечения спутного движения внутри камеры обработки, причем диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса завершают одновременно на выходе из камеры обработки, а отделение фракции, содержащей оболочки зерна от фракции, которая содержит эндосперм, осуществляют после завершения водно-тепловой обработки, причем на осахаривание направляют фракцию, содержащую эндосперм.The specified technical result in the first embodiment of the method is achieved by the fact that in the method for producing ethyl alcohol from grain raw materials, comprising separating the fraction containing the shell of grain from the fraction containing endosperm, preparing the batch and its heat-water treatment, saccharification of the batch, fermentation of wort, distillation of the resulting mash and mixing of the fraction containing the shell of grain with the post-alcohol stillage, preparation of the batch is carried out by mixing whole grain with water, the grain is pretreated by soaking it, water-heat treatment is carried out for 1-2.5 hours, ensuring that the batch is heated to a temperature of 75-95 ° C in a tank equipped with a recirculation circuit with a processing chamber included, in which the shells are separated during the batch recirculation grain from the endosperm, combining this operation with the dispersion, homogenization and heating of the batch, while the separation of the shells of grain from the endosperm and the dispersion, homogenization and heating of the batch is carried out by supplying the processing chamber simultaneously with the supply of a saturated steam kneading with a temperature of at least 130 ° C and a speed of at least the speed of sound, their subsequent mixing and ensuring satellite motion inside the processing chamber, moreover, dispersion, homogenization and heating of the kneading are completed simultaneously at the exit from the processing chamber, and fraction separation containing shells of grain from the fraction that contains the endosperm is carried out after completion of the water-heat treatment, and the fraction containing the endosperm is sent for saccharification.

Водно-тепловая обработка замеса может быть совмещена с его ферментативным гидролизом амилолитическими ферментами.Water-heat treatment of the batch can be combined with its enzymatic hydrolysis by amylolytic enzymes.

Перед замачиванием зерна вода может быть подвергнута магнитной обработке.Before soaking the grain, the water can be magnetically treated.

Перед замачиванием зерно может быть подвергнуто плющению.Before soaking, the grain can be flattened.

Перед замачиванием зерно может быть подвергнуто ИК-обработке при плотности лучистого потока 22-24 кВт/м2 в течение 25-35 с и с нагревом до температуры 130-145°С.Before soaking, the grain can be subjected to IR processing at a radiant flux density of 22-24 kW / m 2 for 25-35 s and with heating to a temperature of 130-145 ° C.

Сбраживание сусла и перегонка образовавшейся бражки может быть осуществлена спутно (т.е. одновременно и в единых емкостях брожения-отгонки) в условиях разрежения, при температуре, оптимальной для жизнедеятельности используемой расы дрожжей и при непрерывном отводе образующихся в результате сбраживания водно-спиртовых паров, их конденсации и передаче сбраживаемому суслу тепла, выделяющегося в результате конденсации водно-спиртовых паров.Fermentation of the wort and distillation of the resulting mash can be carried out spontaneously (i.e., simultaneously in the same fermentation-distillation containers) under rarefaction conditions, at a temperature optimal for the life of the used yeast race, and with the continuous removal of water-alcohol vapors resulting from the fermentation, their condensation and transfer to the fermented wort the heat released as a result of condensation of water-alcohol vapors.

Указанный технический результат во втором варианте осуществления способа достигается тем, что в способе производства этилового спирта из зернового сырья, включающем отделение фракции, содержащей оболочки зерна, от фракции, содержащей эндосперм, приготовление замеса, водно-тепловую обработку, причем водно-тепловую обработку фракции, содержащей оболочки зерна, осуществляют при температуре 150-160°С в течение 1-1,5 часов, последующее раздельное осахаривание фракций, при этом осахаривание прошедшей водно-тепловую обработку фракции, содержащей оболочки зерна, проводят смесью амилолитических и целлюлитических ферментов, а осахаривание фракции, содержащей эндосперм, проводят амилолитическими ферментами, приготовление сусла путем смешивания осахаренных фракций, сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки на спирт и послеспиртовую барду, приготовление замеса осуществляют, смешивая цельное зерно с водой, проводят предобработку зерна путем его замачивания, водно-тепловую обработку проводят в два этапа, причем первый этап водно-тепловой обработки осуществляют в течение 1-2,5 часов с обеспечением нагрева замеса до температуры 75-95°С в емкости, снабженной рециркуляционным контуром, с включенной в него камерой обработки, в которой в процессе рециркуляции замеса осуществляют отделение оболочек зерна от эндосперма, совмещая эту операцию с диспергированием, гомогенизацией и нагревом замеса, при этом отделение оболочек зерна от эндосперма и диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса осуществляют путем подачи в камеру обработки одновременно с подачей замеса насыщенного пара с температурой не менее 130°С и со скоростью не менее скорости звука, последующего их смешивания и обеспечения спутного движения внутри камеры обработки, причем диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса завершают одновременно на выходе из камеры обработки, затем после первого этапа водно-тепловой обработки отделяют фракцию, содержащую оболочки зерна, и направляют ее на второй этап водно-тепловой обработки, который осуществляют при температуре 150-160°С в течение 1-1,5 часов.The specified technical result in the second embodiment of the method is achieved by the fact that in the method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, comprising separating the fraction containing the shell of the grain from the fraction containing endosperm, preparing the batch, water-heat treatment, and water-heat treatment of the fraction, containing shell grain, is carried out at a temperature of 150-160 ° C for 1-1.5 hours, subsequent separate saccharification of fractions, while saccharification of the water-heat treated fraction containing grain shells are carried out with a mixture of amylolytic and cellulitic enzymes, and saccharification of a fraction containing endosperm is carried out by amylolytic enzymes, wort is prepared by mixing saccharified fractions, fermentation of wort and distillation of the resulting mash to alcohol and post-alcohol distillery stillage is carried out by mixing whole grain with water grain pre-treatment is carried out by soaking it, water-heat treatment is carried out in two stages, and the first stage of water-heat treatment is carried out during 1-2.5 hours, ensuring that the batch is heated to a temperature of 75-95 ° C in a tank equipped with a recirculation loop, with a processing chamber included in which, during the batch recirculation, the grain shells are separated from the endosperm, combining this operation with dispersion, homogenization and heating of the batch, while separating the grain shells from the endosperm and dispersing, homogenization and heating of the batch is carried out by feeding saturated steam to the treatment chamber at a temperature of at least 130 ° C and the speed is not less than the speed of sound, their subsequent mixing and ensuring satellite motion inside the processing chamber, and the dispersion, homogenization and heating of the batch is completed simultaneously at the exit from the processing chamber, then after the first stage of the water-heat treatment, the fraction containing the grain shells is separated and sent it to the second stage of water-heat treatment, which is carried out at a temperature of 150-160 ° C for 1-1.5 hours.

Водно-тепловая обработка замеса может быть совмещена с его ферментативным гидролизом амилолитическими ферментами.Water-heat treatment of the batch can be combined with its enzymatic hydrolysis by amylolytic enzymes.

Перед замачиванием зерна вода может быть подвергнута магнитной обработке.Before soaking the grain, the water can be magnetically treated.

Перед замачиванием зерно может быть подвергнуто плющению.Before soaking, the grain can be flattened.

Перед замачиванием зерно может быть подвергнуто ИК-обработке при плотности лучистого потока 22-24 кВт/м2 в течение 25-35 с и с нагревом до температуры 130-145°С.Before soaking, the grain can be subjected to IR processing at a radiant flux density of 22-24 kW / m 2 for 25-35 s and with heating to a temperature of 130-145 ° C.

Сбраживание сусла и перегонка образовавшейся бражки может быть осуществлена спутно (т.е. одновременно и в единых емкостях брожения-отгонки) в условиях разрежения, при температуре, оптимальной для жизнедеятельности используемой расы дрожжей и при непрерывном отводе образующихся в результате сбраживания водно-спиртовых паров, их конденсации и передаче сбраживаемому суслу тепла, выделяющегося в результате конденсации водно-спиртовых паров.Fermentation of the wort and distillation of the resulting mash can be carried out spontaneously (i.e., simultaneously in the same fermentation-distillation containers) under rarefaction conditions, at a temperature optimal for the life of the used yeast race, and with the continuous removal of water-alcohol vapors resulting from the fermentation, their condensation and transfer to the fermented wort the heat released as a result of condensation of water-alcohol vapors.

Способ по первому варианту изобретения осуществляют следующим образом.The method according to the first embodiment of the invention is as follows.

Очищенное от сора и примесей зерно подается на замачивание, где оно смешивается с водой в требуемом соотношении. В процессе замачивания происходит насыщение оболочек зерна влагой и связи оболочек зерна с эндоспермом ослабевают, что способствует в дальнейшем их более легкому и более полному отделению. В зависимости от вида зерна определяется и время замачивания, однако в любом случае оно должно быть достаточным для насыщения влагой оболочек. Замоченное зерно (замес) подвергают водно-тепловой обработке, которую осуществляют в емкости, снабженной рециркуляционным контуром, с включенной в него камерой обработки. Конструктивное исполнение камеры обработки может быть различным, но в общем случае она должна обеспечивать не только смешение зернового потока с насыщенным паром, но и требуемый режим течения образованной смеси зерна с водой и паром. В качестве камеры обработки может быть использован пародинамический подогреватель-гомогенизамес вязких сред (ПГВС), описанный, например, в статье: Цыцаркин А.Ф., Кузмичев А.В., Ежков А.А., Арсеньев Д.В. Пародинамические подогреватели-гомогенизамесы вязких сред для спиртовых производств // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2005. - №4. - С.16-17.Grain purified from litter and impurities is fed to soaking, where it is mixed with water in the required ratio. In the process of soaking, the shells of the grain are saturated with moisture and the bonds between the shells of the grain and the endosperm are weakened, which further facilitates their easier and more complete separation. Depending on the type of grain, the soaking time is also determined, however, in any case, it should be sufficient to saturate the shells with moisture. Soaked grain (batch) is subjected to water-heat treatment, which is carried out in a tank equipped with a recirculation circuit, with a processing chamber included in it. The design of the processing chamber may be different, but in the general case it should provide not only the mixing of the grain flow with saturated steam, but also the required flow regime of the formed mixture of grain with water and steam. As a processing chamber, a parodynamic heater-homogenization mixture of viscous media can be used, described, for example, in the article: Tsytsarkin A.F., Kuzmichev A.V., Ezhkov A.A., Arsenyev D.V. Paradynamic heaters-homogenizing mixtures of viscous media for alcohol production // Production of alcohol and alcoholic beverages. - 2005. - No. 4. - S.16-17.

В процессе рециркуляции замеса через камеру обработки в ней осуществляют отделение оболочек зерна от эндосперма, совмещая эту операцию с диспергированием, гомогенизацией и нагревом замеса, при этом отделение оболочек зерна от эндосперма и диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса осуществляют путем подачи в камеру обработки одновременно с подачей замеса насыщенного пара с температурой не менее 130°С и со скоростью не менее скорости звука, последующего их смешивания и обеспечения спутного движения внутри камеры обработки, причем диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса завершают одновременно на выходе из камеры обработки. Таким образом, одновременно с подачей замеса в камеру обработки подают насыщенный пар с температурой не менее 130°С и создают в пределах камеры обработки совместный поток смеси зерна с водой и паром. В фазе отделения оболочек пар прогревает зерно в составе замеса, причем ввиду значительного градиента температур прогрев осуществляется и завершается в пределах камеры обработки. Влага оболочек практически мгновенно прогревается до температуры кипения, а температура ядра зерна не успевает сколько-нибудь значительно измениться, в результате чего и происходит полное и безусловное отделение оболочек от эндосперма, чему способствует также и предварительное ослабление связей оболочек с эндоспермом при замачивании. Нижняя граница температуры подаваемого пара обусловлена наличием воды в составе замеса и необходимостью обеспечения прогрева влаги оболочек за краткий период пребывания зерна в камере обработки, что гарантированно способствует их полному отделению от эндосперма. Проведенные исследования выявили, что при температуре насыщенного пара менее 130°С происходит медленный прогрев всего зерна, как оболочек, так и его ядра, а прогрев влаги оболочек растягивается во времени и не достигает температуры кипения в пределах камеры обработки, в результате чего их отделение от эндосперма несет частичный характер, что нарушает технологический процесс в дальнейшем. В процессе подачи пара подбирают гидродинамические характеристики пара, приводят их в соответствие с геометрическими параметрами самой камеры обработки и создают режим течения образованной смеси зерна с водой и паром, при котором скорость рабочей среды в составе упомянутой смеси превышает скорость звука, в результате чего и наступает фаза измельчения зерна, т.е. фаза измельчения зерна происходит одновременно с фазой отделения оболочек. Измельчение зерна происходит в результате совместного воздействия нескольких факторов, преимущественными из которых являются соударения зерен между собой и их взаимное истирание в потоке, и сверхзвуковое скольжение рабочей среды между зернами. Одновременно с этим происходит гомогенизация замеса и его нагрев. Сверхзвуковая подача пара приводит к возникновению и существованию в смеси зерна с водой и паром на всем протяжении камеры обработки двух скоростных режимов - непосредственно самого потока зерен и рабочей среды. Рабочая среда со сверхзвуковой скоростью проскальзывает между зернами и увлекает их за собой, в результате чего на всем протяжении камеры обработки сохраняется постоянно высокая скорость соударений зерен между собой. Кроме того, при скоростях рабочей среды не менее скорости звука установившийся режим течения становится нечувствительным к размерам и форме обрабатываемых зерен, т.е. при использовании любых зерен (пшеница, рожь, овес и т.п.), при любых промежуточных размерах образуемых осколков зерен, на всем протяжении камеры обработки сохраняется заданная интенсивность их обработки.During the recirculation of the batch through the processing chamber, it separates the grain shells from the endosperm, combining this operation with the dispersion, homogenization and heating of the batch, while the separation of the grain shells from the endosperm and the dispersion, homogenization and heating of the batch is carried out by feeding into the processing chamber simultaneously with feeding kneading of saturated steam with a temperature of at least 130 ° C and with a speed of at least the speed of sound, their subsequent mixing and ensuring satellite motion inside the processing chamber, spergirovanie, homogenisation and heating of the batch is completed simultaneously at the outlet of the treatment chamber. Thus, at the same time as the batch is fed into the treatment chamber, saturated steam with a temperature of at least 130 ° C is supplied and a joint flow of a mixture of grain with water and steam is created within the treatment chamber. In the phase of separation of the shells, the steam heats the grain as part of the batch, and due to the significant temperature gradient, heating is carried out and completed within the processing chamber. The moisture of the shells warms up almost instantly to the boiling point, and the temperature of the grain core does not have time to change any significantly, resulting in a complete and unconditional separation of the shells from the endosperm, which is also facilitated by the preliminary weakening of the bonds of the shells with the endosperm when soaked. The lower temperature limit of the supplied steam is due to the presence of water in the batch and the need to ensure the moisture of the shells for a short period of grain stay in the processing chamber, which is guaranteed to facilitate their complete separation from the endosperm. The studies revealed that at a saturated steam temperature of less than 130 ° C, the whole grain, both the shells and its core is slowly heated, and the shells' moisture is extended over time and does not reach the boiling point within the processing chamber, as a result of which they are separated from the endosperm is partial in nature, which violates the technological process in the future. In the process of steam supply, the hydrodynamic characteristics of the steam are selected, brought into line with the geometric parameters of the processing chamber itself and create a flow regime of the formed mixture of grain with water and steam, in which the speed of the working medium in the composition of the said mixture exceeds the speed of sound, resulting in the phase grinding grain, i.e. the grain grinding phase occurs simultaneously with the separation phase of the shells. Grain grinding occurs as a result of the combined influence of several factors, the predominant of which are the collisions of the grains with each other and their mutual abrasion in the flow, and the supersonic sliding of the working medium between the grains. At the same time, the batch is homogenized and heated. The supersonic steam supply leads to the emergence and existence in the mixture of grain with water and steam throughout the processing chamber of two speed modes - directly the flow of grains and the working medium. The working medium with supersonic speed slides between the grains and carries them along, as a result of which, throughout the entire processing chamber, a constantly high speed of grain collisions between themselves is maintained. In addition, at working medium speeds not less than the speed of sound, the steady-state flow regime becomes insensitive to the size and shape of the processed grains, i.e. when using any grains (wheat, rye, oats, etc.), at any intermediate sizes of grain fragments formed, the specified processing intensity is maintained throughout the processing chamber.

В процессе дальнейшей водно-тепловой обработки происходит разрушение гранул крахмала и обеспечивается интенсивное растворение крахмала зерна. В результате по завершению водно-тепловой обработки, в процессе которой за время 1-2,5 часа обеспечивают нагрев замеса в емкости от его начальной температуры до температуры 75-95°С, в емкости получают продукт, по качеству соответствующий разваренной и разжиженной массе с твердыми включениями в виде оболочек зерна, полностью «отмытых» от крахмала.In the process of further water-heat treatment, starch granules are destroyed and intensive dissolution of grain starch is ensured. As a result, upon completion of the water-heat treatment, during which for 1-2.5 hours the batch is heated in the tank from its initial temperature to a temperature of 75-95 ° C, a product is obtained in the tank that is in quality consistent with the boiled and liquefied mass with solid inclusions in the form of shells of grain, completely "washed" from starch.

После завершения водно-тепловой обработки осуществляют отделение фракции, содержащей оболочки зерна, от фракции, которая содержит эндосперм и которую после ее охлаждения направляют на осахаривание. При этом операцию фракционирования производят на сепараторах или струйных ситах.After completion of the water-heat treatment, the fraction containing the shell of grain is separated from the fraction that contains the endosperm and which, after cooling, is sent for saccharification. In this case, the fractionation operation is carried out on separators or inkjet screens.

Далее последовательно выполняют технологические операции осахаривания замеса, сбраживания сусла, перегонку образующейся бражки и смешивания фракции, содержащей оболочки зерна, с послеспиртовой бардой.Then, the technological operations of saccharification of the batch, fermentation of the wort, distillation of the resulting mash and mixing of the fraction containing the shell of the grain with the post-alcohol distillery still are sequentially performed.

Совмещение водно-тепловой обработки замеса с его ферментативным гидролизом амилолитическими ферментами сокращает время гидролиза крахмала.The combination of water-heat treatment of the batch with its enzymatic hydrolysis by amylolytic enzymes reduces the time of starch hydrolysis.

Магнитная обработка воды для замачивания сокращает время замачивания, сокращает время гидролиза крахмала и снижает расход ферментных препаратов.Magnetic treatment of water for soaking reduces the time of soaking, reduces the time of hydrolysis of starch and reduces the consumption of enzyme preparations.

Плющение зерна перед замачиванием сокращает время замачивания, сокращает время гидролиза крахмала и снижает расход ферментных препаратов.Grain conditioning before soaking reduces soaking time, shortens starch hydrolysis and reduces the consumption of enzyme preparations.

ИК-обработка (ИК - инфракрасная) зерна при плотности лучистого потока 22-24 кВт/м2 в течение 25-35 с и с нагревом до температуры 130-145°С благодаря происходящей декстринизации крахмала также сокращает время гидролиза крахмала и снижает расход ферментных препаратов.IR processing (IR - infrared) of grain at a radiant flux density of 22-24 kW / m 2 for 25-35 s and heating to a temperature of 130-145 ° C due to the dextrinization of starch also reduces the hydrolysis of starch and reduces the consumption of enzyme preparations .

Сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки можно осуществлять спутно (т.е. одновременно) в условиях разрежения, при температуре, оптимальной для жизнедеятельности используемой расы дрожжей и при непрерывном отводе образующихся в результате сбраживания водно-спиртовых паров, их конденсации и передаче сбраживаемому суслу тепла, выделяющегося в результате конденсации водно-спиртовых паров. Непрерывный отвод паров спирта снижает его концентрацию в бражке, что приводит к увеличению скорости сбраживания. Перегонка бражки при низких температурах исключает новообразование нежелательных примесей, например уксусного альдегида и др., в результате чего обеспечивается высокое качество спирта.Fermentation of the wort and distillation of the resulting mash can be carried out satellitely (i.e. simultaneously) under rarefaction conditions, at a temperature optimal for the life of the used yeast race and with the continuous removal of water-alcohol vapors resulting from the fermentation, their condensation and transfer of heat to the fermented wort, released as a result of condensation of water-alcohol vapors. Continuous removal of alcohol vapor reduces its concentration in the mash, which leads to an increase in the rate of fermentation. Distillation of mash at low temperatures eliminates the formation of unwanted impurities, such as acetic aldehyde, etc., resulting in high quality alcohol.

Способ производства этилового спирта из зернового сырья по первому варианту изобретения целесообразно использовать при производстве высококачественного спирта, предназначенного для изготовления алкогольных напитков.The method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials according to the first embodiment of the invention is expediently used in the production of high-quality alcohol intended for the manufacture of alcoholic beverages.

Способ по второму варианту изобретения осуществляют следующим образом.The method according to the second embodiment of the invention is as follows.

Очищенное от сора и примесей зерно подается на замачивание, где оно смешивается с водой в требуемом соотношении. В процессе замачивания происходит насыщение оболочек зерна влагой и связи оболочек зерна с эндоспермом ослабевают, что способствует в дальнейшем их более легкому и более полному отделению. В зависимости от вида зерна определяется и время замачивания, однако в любом случае оно должно быть достаточным для насыщения влагой оболочек. Замоченное зерно (замес) подвергают водно-тепловой обработке, первый этап которой осуществляют в емкости, снабженной рециркуляционным контуром, с включенной в него камерой обработки. Конструктивное исполнение камеры обработки может быть различным, но в общем случае она должна обеспечивать не только смешение зернового потока с насыщенным паром, но и требуемый режим течения образованной смеси зерна с водой и паром. В качестве камеры обработки может быть использован пародинамический подогреватель-гомогенизамес вязких сред (ПГВС), описанный, например, в статье: Цыцаркин А.Ф., Кузмичев А.В., Ежков А.А., Арсеньев Д.В. Пародинамические подогреватели-гомогенизамесы вязких сред для спиртовых производств / Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2005. - №4. - С.16-17/.Grain purified from litter and impurities is fed to soaking, where it is mixed with water in the required ratio. In the process of soaking, the shells of the grain are saturated with moisture and the bonds between the shells of the grain and the endosperm are weakened, which further facilitates their easier and more complete separation. Depending on the type of grain, the soaking time is also determined, however, in any case, it should be sufficient to saturate the shells with moisture. Soaked grain (batch) is subjected to water-heat treatment, the first stage of which is carried out in a tank equipped with a recirculation circuit, with a processing chamber included in it. The design of the processing chamber may be different, but in the general case it should provide not only the mixing of the grain flow with saturated steam, but also the required flow regime of the formed mixture of grain with water and steam. As a processing chamber, a parodynamic heater-homogenization mixture of viscous media can be used, described, for example, in the article: Tsytsarkin A.F., Kuzmichev A.V., Ezhkov A.A., Arsenyev D.V. Paradynamic heaters-homogenizing mixtures of viscous media for alcohol production / Production of alcohol and alcoholic beverages. - 2005. - No. 4. - S.16-17 /.

В процессе рециркуляции замеса через камеру обработки в ней осуществляют отделение оболочек зерна от эндосперма, совмещая эту операцию с диспергированием, гомогенизацией и нагревом замеса, при этом отделение оболочек зерна от эндосперма и диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса осуществляют путем подачи в камеру обработки одновременно с подачей замеса насыщенного пара с температурой не менее 130°С и со скоростью не менее скорости звука, последующего их смешивания и обеспечения спутного движения внутри камеры обработки, причем диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса завершают одновременно на выходе из камеры обработки. Таким образом, одновременно с подачей замеса в камеру обработки подают насыщенный пар с температурой не менее 130°С и создают в пределах камеры обработки совместный поток смеси зерна с водой и паром. В фазе отделения оболочек пар прогревает зерно в составе замеса, причем ввиду значительного градиента температур прогрев осуществляется и завершается в пределах камеры обработки. Влага оболочек практически мгновенно прогревается до температуры кипения, а температура ядра зерна не успевает сколь-нибудь значительно измениться, в результате чего и происходит полное и безусловное отделение оболочек от эндосперма, чему способствует также и предварительное ослабление связей оболочек с эндоспермом при замачивании. Нижняя граница температуры подаваемого пара обусловлена наличием воды в составе замеса и необходимостью обеспечения прогрева влаги оболочек за краткий период пребывания зерна в камере обработки, что гарантированно способствует их полному отделению от эндосперма. Проведенные исследования выявили, что при температуре насыщенного пара менее 130°С происходит медленный прогрев всего зерна, как оболочек, так и его ядра, а прогрев влаги оболочек растягивается во времени и не достигает температуры кипения в пределах камеры обработки, в результате чего их отделение от эндосперма несет частичный характер, что нарушает технологический процесс в дальнейшем. В процессе подачи пара подбирают гидродинамические характеристики пара, приводят их в соответствие с геометрическими параметрами самой камеры обработки и создают режим течения образованной смеси зерна с водой и паром, при котором скорость рабочей среды в составе упомянутой смеси превышает скорость звука, в результате чего и наступает фаза измельчения зерна, т.е. фаза измельчения зерна происходит одновременно с фазой отделения оболочек. Измельчение зерна происходит в результате совместного воздействия нескольких факторов, преимущественными из которых являются соударения зерен между собой и их взаимное истирание в потоке, и сверхзвуковое скольжение рабочей среды между зернами. Одновременно с этим происходит гомогенизация замеса и его нагрев. Сверхзвуковая подача пара приводит к возникновению и существованию в смеси зерна с водой и паром на всем протяжении камеры обработки двух скоростных режимов - непосредственно самого потока зерен и рабочей среды. Рабочая среда со сверхзвуковой скоростью проскальзывает между зернами и увлекает их за собой, в результате чего на всем протяжении камеры обработки сохраняется постоянно высокая скорость соударений зерен между собой. Кроме того, при скоростях рабочей среды не менее скорости звука установившийся режим течения становится нечувствительным к размерам и форме обрабатываемых зерен, т.е. при использовании любых зерен (пшеница, рожь, овес и т.п.), при любых промежуточных размерах образуемых осколков зерен, на всем протяжении камеры обработки сохраняется заданная интенсивность их обработки.During the recirculation of the batch through the processing chamber, it separates the grain shells from the endosperm, combining this operation with the dispersion, homogenization and heating of the batch, while the separation of the grain shells from the endosperm and the dispersion, homogenization and heating of the batch is carried out by feeding into the processing chamber simultaneously with feeding kneading of saturated steam with a temperature of at least 130 ° C and with a speed of at least the speed of sound, their subsequent mixing and ensuring satellite motion inside the processing chamber, spergirovanie, homogenisation and heating of the batch is completed simultaneously at the outlet of the treatment chamber. Thus, at the same time as the batch is fed into the treatment chamber, saturated steam with a temperature of at least 130 ° C is supplied and a joint flow of a mixture of grain with water and steam is created within the treatment chamber. In the phase of separation of the shells, the steam heats the grain as part of the batch, and due to the significant temperature gradient, heating is carried out and completed within the processing chamber. The moisture of the shells warms up almost instantly to the boiling point, and the temperature of the grain core does not have time to change significantly, resulting in a complete and unconditional separation of the shells from the endosperm, which is also facilitated by the preliminary weakening of the bonds of the shells with the endosperm when soaked. The lower temperature limit of the supplied steam is due to the presence of water in the batch and the need to ensure the moisture of the shells for a short period of grain stay in the processing chamber, which is guaranteed to facilitate their complete separation from the endosperm. The studies revealed that at a saturated steam temperature of less than 130 ° C, the whole grain, both the shells and its core is slowly heated, and the shells' moisture is extended over time and does not reach the boiling point within the processing chamber, as a result of which they are separated from the endosperm is partial in nature, which violates the technological process in the future. In the process of steam supply, the hydrodynamic characteristics of the steam are selected, brought into line with the geometric parameters of the processing chamber itself and create a flow regime of the formed mixture of grain with water and steam, in which the speed of the working medium in the composition of the said mixture exceeds the speed of sound, resulting in the phase grinding grain, i.e. the grain grinding phase occurs simultaneously with the separation phase of the shells. Grain grinding occurs as a result of the combined influence of several factors, the predominant of which are the collisions of the grains with each other and their mutual abrasion in the flow, and the supersonic sliding of the working medium between the grains. At the same time, the batch is homogenized and heated. The supersonic steam supply leads to the emergence and existence in the mixture of grain with water and steam throughout the processing chamber of two speed modes - directly the flow of grains and the working medium. The working medium with supersonic speed slides between the grains and carries them along, as a result of which, throughout the entire processing chamber, a constantly high speed of grain collisions between themselves is maintained. In addition, at working medium speeds not less than the speed of sound, the steady-state flow regime becomes insensitive to the size and shape of the processed grains, i.e. when using any grains (wheat, rye, oats, etc.), at any intermediate sizes of grain fragments formed, the specified processing intensity is maintained throughout the processing chamber.

В процессе дальнейшей водно-тепловой обработки происходит разрушение гранул крахмала и обеспечивается интенсивное растворение крахмала зерна. В результате по завершению первого этапа водно-тепловой обработки, в процессе которой за время 1-2,5 часа обеспечивают нагрев замеса в емкости от его начальной температуры до температуры 75-95°С, в емкости получают продукт, по качеству соответствующий разваренной и разжиженной массе с твердыми включениями в виде оболочек зерна, полностью «отмытых» от крахмала.In the process of further water-heat treatment, starch granules are destroyed and intensive dissolution of grain starch is ensured. As a result, upon completion of the first stage of the water-heat treatment, during which for 1-2.5 hours the batch is heated in the tank from its initial temperature to a temperature of 75-95 ° C, a product is obtained in the tank that corresponds to the boiled and liquefied quality mass with solid inclusions in the form of shells of grain, completely "washed" from starch.

После завершения первого этапа водно-тепловой обработки осуществляют отделение фракции, содержащей оболочки зерна, от фракции, которая содержит эндосперм и которую после ее охлаждения направляют на осахаривание. При этом операцию фракционирования производят на сепараторах или струйных ситах.After the first stage of the water-heat treatment is completed, the fraction containing the shell of grain is separated from the fraction that contains the endosperm and which, after its cooling, is sent for saccharification. In this case, the fractionation operation is carried out on separators or inkjet screens.

Фракцию, которая содержит оболочки зерна, направляют на второй этап водно-тепловой обработки, который проводят при температуре 150-160°С в течение 1-1,5 часов. После завершения второго этапа водно-тепловой обработки фракцию, которая содержит оболочки зерна, после ее охлаждения также направляют на осахаривание.The fraction that contains the shell of the grain is sent to the second stage of water-heat treatment, which is carried out at a temperature of 150-160 ° C for 1-1.5 hours. After completion of the second stage of water-heat treatment, the fraction that contains the shell of the grain, after its cooling, is also sent for saccharification.

Осахаривание фракций осуществляют раздельно, при этом осахаривание прошедшей водно-тепловую обработку фракции, содержащей оболочки зерна, проводят смесью амилолитических и целлюлитических ферментов, а осахаривание фракции, содержащей эндосперм, проводят амилолитическими ферментами.The saccharification of the fractions is carried out separately, while the saccharification of the water-heat treated fraction containing the shell of the grain is carried out with a mixture of amylolytic and cellulitic enzymes, and the saccharification of the fraction containing the endosperm is carried out with amylolytic enzymes.

Далее осуществляют приготовление сусла путем смешивания осахаренных фракций, сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки на спирт и послеспиртовую барду.Next, the preparation of the wort by mixing the sugared fractions, fermentation of the wort and distillation of the resulting mash to alcohol and post-alcohol distillery distillation are carried out.

Совмещение водно-тепловой обработки замеса с его ферментативным гидролизом амилолитическими ферментами сокращает время гидролиза крахмала.The combination of water-heat treatment of the batch with its enzymatic hydrolysis by amylolytic enzymes reduces the time of starch hydrolysis.

Магнитная обработка воды для замачивания сокращает время замачивания, сокращает время гидролиза крахмала и снижает расход ферментных препаратов.Magnetic treatment of water for soaking reduces the time of soaking, reduces the time of hydrolysis of starch and reduces the consumption of enzyme preparations.

Плющение зерна перед замачиванием сокращает время замачивания, сокращает время гидролиза крахмала и снижает расход ферментных препаратов.Grain conditioning before soaking reduces soaking time, shortens starch hydrolysis and reduces the consumption of enzyme preparations.

ИК-обработка зерна при плотности лучистого потока 22-24 кВт/м2 в течение 25-35 с и с нагревом до температуры 130-145°С благодаря происходящей декстринизации крахмала также сокращает время гидролиза крахмала и снижает расход ферментных препаратов.IR processing of grain at a radiant flux density of 22-24 kW / m 2 for 25-35 s and heating to a temperature of 130-145 ° C due to the dextrinization of starch also reduces the hydrolysis of starch and reduces the consumption of enzyme preparations.

Сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки можно осуществлять спутно (одновременно) в условиях разрежения, при температуре, оптимальной для жизнедеятельности используемой расы дрожжей и при непрерывном отводе образующихся в результате сбраживания водно-спиртовых паров, их конденсации и передаче сбраживаемому суслу тепла, выделяющегося в результате конденсации водно-спиртовых паров. Непрерывный отвод паров спирта снижает его концентрацию в бражке, что приводит к увеличению скорости сбраживания. Перегонка бражки при низких температурах исключает новообразование нежелательных примесей, например уксусного альдегида и др., в результате чего обеспечивается высокое качество спирта.Fermentation of wort and distillation of the resulting mash can be carried out satellite (simultaneously) under rarefaction conditions, at a temperature optimal for the life of the used yeast race and with the continuous removal of water-alcohol vapors resulting from the fermentation, their condensation and the transfer of heat generated by the condensation to the fermented wort water-alcohol vapors. Continuous removal of alcohol vapor reduces its concentration in the mash, which leads to an increase in the rate of fermentation. Distillation of mash at low temperatures eliminates the formation of unwanted impurities, such as acetic aldehyde, etc., resulting in high quality alcohol.

Способ производства этилового спирта из зернового сырья по второму варианту изобретения целесообразно использовать при производстве топливного этанола.The method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials according to the second embodiment of the invention is expediently used in the production of fuel ethanol.

Пример. На фиг.1 приведена технологическая схема помола цельного зерна при подготовке его к осахариванию. На стадии приготовления зернового замеса соотношение количества зерна и воды (гидромодуль) составляло 1:1,5. Температура используемой воды не превышала 20°С. Цельное зерно пшеницы смешивалось с водой в замочном чане 1 и выдерживалось в нем в течение 24 часов.Example. Figure 1 shows the technological scheme of grinding whole grains in preparation for saccharification. At the stage of preparing grain batch, the ratio of the amount of grain and water (hydromodule) was 1: 1.5. The temperature of the water used did not exceed 20 ° C. Whole grain of wheat was mixed with water in the locker 1 and kept in it for 24 hours.

По окончанию замачивания содержимое замочного чана 1 через вентиль 2 насосом 3 перекачивалось в емкость 4 при одновременном внесении туда бактериальной термостабильной α-амилазы ХАЙ-Т, используемой для снижения вязкости крахмалистой массы и разрушения крахмала на составляющие, доступные для эффективного действия глюкоамилазы. После заполнения емкости 4 включался насос 5 и через рециркуляционный контур, образованный этим насосом, вентилем 6 и ПГВС 7, замес забирался из нижней части емкости 4 и подавался в ее верхнюю часть, подвергаясь при этом одновременным нагреву с 20 до 95°С, измельчению, гомогенизации и стерилизации.At the end of the soaking, the contents of the lock tub 1 through the valve 2 by the pump 3 were pumped into the tank 4 while the bacterial thermostable α-amylase HAI-T was added there, used to reduce the viscosity of the starchy mass and break down the starch into components that are accessible for the effective action of glucoamylase. After filling the tank 4, pump 5 was turned on and through the recirculation circuit formed by this pump, valve 6 and ПГВС 7, the batch was taken from the lower part of the tank 4 and fed into its upper part, being subjected to simultaneous heating from 20 to 95 ° С, grinding homogenization and sterilization.

На фиг.2, 3 и 4 приведены сделанные под микроскопом фотографии замеса, иллюстрирующие изменения внешнего вида зерен крахмала замеса в процессе его обработки в ПГВС в составе вышеприведенной технологической схемы.Figures 2, 3 and 4 show photographs of a batch made under a microscope, illustrating changes in the appearance of the batch starch grains during its processing in PGVS as part of the above technological scheme.

На фотографиях указана температура, которую обрабатываемый замес имел ко времени съемки. На фотографии фиг.2 (t=20°C) хорошо видно, что все зерна крахмала имеют ненарушенную оболочку. Из фотографий также видно, что при вышеописанных условиях обработки целого набухшего зерна при достижении температуры 50°С (фиг.3) наблюдается разрушение большей части зерен крахмала в замесе, а при температуре 90°С (фиг.4) замес представляет собой однородную массу. Определение степени гидролиза крахмала для этого момента времени наблюдалось по йодной пробе; окраска замеса с йодом имела красно-коричневый цвет, что свидетельствовало о достаточно глубокой степени гидролиза крахмала.The photographs show the temperature that the processed batch had at the time of shooting. In the photograph of FIG. 2 (t = 20 ° C) it is clearly seen that all the starch grains have an undisturbed shell. It can also be seen from the photographs that under the above-described conditions for treating whole swollen grains when reaching a temperature of 50 ° C (Fig. 3), a majority of the starch grains in the batch are destroyed, and at a temperature of 90 ° C (Fig. 4), the batch is a homogeneous mass. The determination of the degree of hydrolysis of starch for this point in time was observed by iodine test; the color of the batch with iodine had a reddish-brown color, indicating a rather deep degree of hydrolysis of starch.

На фиг.5 приведена сделанная под микроскопом фотография оболочки зерна пшеницы, взятая из замеса при его температуре t=90°C. На фотографии хорошо видно, что к этому времени оболочка зерна полностью «отмыта» от крахмала, алейронового слоя и других компонентов зерна.Figure 5 shows a microscopic photograph of the shell of a grain of wheat taken from a batch at a temperature of t = 90 ° C. The photograph clearly shows that by this time the shell of the grain is completely “washed” from starch, the aleuron layer and other components of the grain.

Приготовленный в соответствии с данной технологической схемой замес с повышенной концентрацией сухих веществ использовался для получения спирта по технологии, при которой сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки осуществляли спутно в условиях разрежения, при температуре, оптимальной для жизнедеятельности используемой расы дрожжей и при непрерывном отводе образующихся в результате сбраживания водно-спиртовых паров, их конденсации и передаче сбраживаемому суслу тепла, выделяющегося в результате конденсации водно-спиртовых паров. Выход спирта при этом фиксировался в пределах не ниже установленных норм.The batch prepared in accordance with this technological scheme with an increased concentration of dry substances was used to produce alcohol using a technology in which fermentation of wort and distillation of the resulting mash was carried out spontaneously under rarefaction conditions, at a temperature optimal for the life of the used yeast race and with continuous removal of the resulting fermentation of water-alcohol vapors, their condensation and transfer to the fermented wort the heat generated as a result of condensation of water-alcohol vapors. The yield of alcohol was fixed within not lower than the established norms.

Таким образом, заявленный способ позволяет сократить состав технологического оборудования, снизить затраты электроэнергии, уменьшить расход ферментных препаратов, ускорить технологический процесс в целом и увеличить выход и улучшить качество получаемого спирта.Thus, the claimed method allows to reduce the composition of technological equipment, reduce energy costs, reduce the consumption of enzyme preparations, accelerate the process as a whole and increase the yield and improve the quality of the resulting alcohol.

Как показали проведенные исследования, указанный технический результат достигается только при взаимосвязанном использовании всей совокупности существенных признаков заявленного объекта.As the studies showed, the specified technical result is achieved only with the interconnected use of the totality of the essential features of the claimed object.

Claims (12)

1. Способ производства этилового спирта из зернового сырья, включающий отделение фракции, содержащей оболочки зерна, от фракции, содержащей эндосперм, приготовление замеса и его водно-тепловую обработку, осахаривание замеса, сбраживание сусла, перегонку образовавшейся бражки и смешивание фракции, содержащей оболочки зерна, с послеспиртовой бардой, отличающийся тем, что приготовление замеса осуществляют, смешивая цельное зерно с водой, проводят предобработку зерна путем его замачивания, водно-тепловую обработку осуществляют в течение 1-2,5 ч с обеспечением нагрева замеса до температуры 75-95°С в емкости, снабженной рециркуляционным контуром с включенной в него камерой обработки, в которой в процессе рециркуляции замеса осуществляют отделение оболочек зерна от эндосперма, совмещая эту операцию с диспергированием, гомогенизацией и нагревом замеса, при этом отделение оболочек зерна от эндосперма, диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса осуществляют путем подачи в камеру обработки одновременно с подачей замеса насыщенного пара с температурой не менее 130°С и со скоростью не менее скорости звука, последующего их смешивания и обеспечения спутного движения внутри камеры обработки, причем диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса завершают одновременно на выходе из камеры обработки, а отделение фракции, содержащей оболочки зерна от фракции, которая содержит эндосперм, осуществляют после завершения водно-тепловой обработки, причем на осахаривание направляют фракцию, содержащую эндосперм.1. A method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, comprising separating the fraction containing the shell of grain from the fraction containing the endosperm, preparing the batch and its heat-water treatment, saccharification of the batch, fermentation of the wort, distillation of the resulting mash and mixing of the fraction containing the shell of grain, with post-alcohol bard, characterized in that the preparation of the batch is carried out by mixing whole grain with water, the grain is pretreated by soaking it, water-heat treatment is carried out for 1-2 , 5 hours, ensuring that the batch is heated to a temperature of 75-95 ° C in a container equipped with a recirculation circuit with a processing chamber included, in which, during the batch recirculation, the grain shells are separated from the endosperm, combining this operation with dispersion, homogenization, and batch heating wherein the separation of the grain shells from the endosperm, dispersion, homogenization and heating of the batch is carried out by feeding into the processing chamber simultaneously with the batch of saturated steam with a temperature of at least 130 ° C and at least the speed of sound, their subsequent mixing and ensuring satellite motion inside the processing chamber, moreover, the dispersion, homogenization and heating of the batch are completed simultaneously at the exit from the processing chamber, and the fraction containing the grain shell from the fraction that contains the endosperm is separated after completion of water -thermal treatment, and the fraction containing the endosperm is sent for saccharification. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водно-тепловую обработку замеса совмещают с его ферментативным гидролизом амилолитическими ферментами.2. The method according to claim 1, characterized in that the water-heat treatment of the batch is combined with its enzymatic hydrolysis by amylolytic enzymes. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед замачиванием зерна воду подвергают магнитной обработке.3. The method according to claim 1, characterized in that before soaking the grain, the water is subjected to magnetic treatment. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед замачиванием зерна его подвергают плющению.4. The method according to claim 1, characterized in that before soaking the grain it is subjected to conditioning. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед замачиванием зерна его подвергают ИК-обработке при плотности лучистого потока 22-24 кВт/м2 в течение 25-35 с и нагревом до температуры 130-145°С.5. The method according to claim 1, characterized in that before soaking the grain it is subjected to IR treatment at a radiant flux density of 22-24 kW / m 2 for 25-35 s and heating to a temperature of 130-145 ° C. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки осуществляют спутно в условиях разрежения, при температуре, оптимальной для жизнедеятельности используемой расы дрожжей и при непрерывном отводе образующихся в результате сбраживания водно-спиртовых паров, их конденсации и передаче сбраживаемому суслу тепла, выделяющегося в результате конденсации водно-спиртовых паров.6. The method according to claim 1, characterized in that the fermentation of the wort and distillation of the resulting mash is carried out spontaneously under vacuum conditions, at a temperature optimal for the life of the used yeast race and with the continuous removal of water-alcohol vapors resulting from the fermentation, their condensation and transfer fermented wort heat generated by the condensation of water-alcohol vapors. 7. Способ производства этилового спирта из зернового сырья, включающий отделение фракции, содержащей оболочки зерна, от фракции, содержащей эндосперм, приготовление замеса, водно-тепловую обработку, причем водно-тепловую обработку фракции, содержащей оболочки зерна, осуществляют при температуре 150-160°С в течение 1-1,5 ч, последующее раздельное осахаривание фракций, при этом осахаривание прошедшей водно-тепловую обработку фракции, содержащей оболочки зерна, проводят смесью амилолитических и целлюлитических ферментов, а осахаривание фракции, содержащей эндосперм, проводят амилолитическими ферментами, приготовление сусла путем смешивания осахаренных фракций, сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки на спирт и послеспиртовую барду, отличающийся тем, что приготовление замеса осуществляют, смешивая цельное зерно с водой, проводят предобработку зерна путем его замачивания, водно-тепловую обработку проводят в два этапа, причем первый этап водно-тепловой обработки осуществляют в течение 1-2,5 ч с обеспечением нагрева замеса до температуры 75-95°С в емкости, снабженной рециркуляционным контуром, с включенной в него камерой обработки, в которой в процессе рециркуляции замеса осуществляют отделение оболочек зерна от эндосперма, совмещая эту операцию с диспергированием, гомогенизацией и нагревом замеса, при этом отделение оболочек зерна от эндосперма и диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса осуществляют путем подачи в камеру обработки одновременно с подачей замеса насыщенного пара с температурой не менее 130°С и со скоростью не менее скорости звука, последующего их смешивания и обеспечения спутного движения внутри камеры обработки, причем диспергирование, гомогенизацию и нагрев замеса завершают одновременно на выходе из камеры обработки, а отделение фракции, содержащей оболочки зерна, осуществляют после первого этапа водно-тепловой обработки, при этом второй этап заключается в водно-тепловой обработке фракции, содержащей оболочки зерна.7. A method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, comprising separating a fraction containing grain shells from a fraction containing endosperm, preparing a batch, water-heat treatment, wherein water-heat treatment of a fraction containing grain shells is carried out at a temperature of 150-160 ° C for 1-1.5 hours, subsequent separate saccharification of the fractions, while saccharification of the water-heat treated fraction containing shells of grain is carried out with a mixture of amylolytic and cellulitic enzymes, and saccharification of the fraction and containing endosperm, carried out by amylolytic enzymes, the preparation of wort by mixing saccharified fractions, fermentation of the wort and distillation of the resulting mash to alcohol and post-alcohol distillery distillation, characterized in that the preparation of the batch is carried out by mixing whole grain with water, the grain is pretreated by soaking it, water the heat treatment is carried out in two stages, and the first stage of the water-heat treatment is carried out for 1-2.5 hours, ensuring that the batch is heated to a temperature of 75-95 ° C in a tank equipped with with a circulation loop, with a processing chamber included, in which, during the batch recirculation, the grain shells are separated from the endosperm, combining this operation with dispersion, homogenization and heating of the batch, while the grain shells are separated from the endosperm and the dispersion, homogenization and batch heating are carried out by feeding into the processing chamber simultaneously with feeding a batch of saturated steam with a temperature of at least 130 ° C and at a speed of not less than the speed of sound, their subsequent mixing and providing satellite the movement inside the processing chamber, and the dispersion, homogenization and heating of the batch is completed simultaneously at the exit of the processing chamber, and the separation of the fraction containing the grain shell is carried out after the first stage of the heat-water treatment, the second step is the water-heat treatment of the fraction, containing shell grain. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что водно-тепловую обработку замеса совмещают с его ферментативным гидролизом амилолитическими ферментами.8. The method according to claim 7, characterized in that the water-heat treatment of the batch is combined with its enzymatic hydrolysis by amylolytic enzymes. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что перед замачиванием зерна воду подвергают магнитной обработке.9. The method according to claim 7, characterized in that before soaking the grain, the water is subjected to magnetic treatment. 10. Способ по п.7, отличающийся тем, что перед замачиванием зерна его подвергают плющению.10. The method according to claim 7, characterized in that before soaking the grain it is subjected to conditioning. 11. Способ по п.7, отличающийся тем, что перед замачиванием зерна его подвергают ИК-обработке при плотности лучистого потока 22-24 кВт/м2 в течение 25-35 с и с нагревом до температуры 130-145°С.11. The method according to claim 7, characterized in that before soaking the grain it is subjected to IR treatment at a radiant flux density of 22-24 kW / m 2 for 25-35 s and with heating to a temperature of 130-145 ° C. 12. Способ по п.7, отличающийся тем, что сбраживание сусла и перегонку образовавшейся бражки осуществляют спутно в условиях разрежения, при температуре, оптимальной для жизнедеятельности используемой расы дрожжей и при непрерывном отводе образующихся в результате сбраживания водно-спиртовых паров, их конденсации и передаче сбраживаемому суслу тепла, выделяющегося в результате конденсации водно-спиртовых паров. 12. The method according to claim 7, characterized in that the fermentation of wort and distillation of the resulting mash is carried out spontaneously under vacuum conditions, at a temperature optimal for the life of the used yeast race and with the continuous removal of water-alcohol vapors resulting from the fermentation, their condensation and transfer fermented wort heat generated by the condensation of water-alcohol vapors.
RU2006137628/13A 2006-10-25 2006-10-25 Method of ethanol production out of grain raw material RU2359034C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006137628/13A RU2359034C2 (en) 2006-10-25 2006-10-25 Method of ethanol production out of grain raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006137628/13A RU2359034C2 (en) 2006-10-25 2006-10-25 Method of ethanol production out of grain raw material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006137628A RU2006137628A (en) 2008-04-27
RU2359034C2 true RU2359034C2 (en) 2009-06-20

Family

ID=39452839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006137628/13A RU2359034C2 (en) 2006-10-25 2006-10-25 Method of ethanol production out of grain raw material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359034C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443780C1 (en) * 2011-02-08 2012-02-27 Олег Сергеевич Журба Method for production of ethyl alcohol from grain raw material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443780C1 (en) * 2011-02-08 2012-02-27 Олег Сергеевич Журба Method for production of ethyl alcohol from grain raw material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006137628A (en) 2008-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8454802B2 (en) System for production of ethanol and co-products with solvent washing of fermentation product
US20070014905A1 (en) Starchy material processed to produce one or more products comprising starch, ethanol, sugar syrup, oil, protein, fiber, gluten meal, and mixtures thereof
US11206851B2 (en) Process for producing protein concentrate or isolate and cellulosic thermochemical feedstock from brewers spent grains
US8080274B2 (en) Dry corn mill as a biomass factory
CN102391927B (en) Solid-state white spirit fermentation and brewing method by using white spirit raw materials extruded with enzyme or without enzyme
CN1769417A (en) Process for producing fermented beverage with beer taste exhibiting excellent brew flavor
CN1699532A (en) Method for making spirit with cereal grain as raw materials by using enzyme method fermentation multiple-yeast mixed-culturing technology
US12049659B2 (en) Production of ethanol and enhanced co-products using co-products as feedstock
CN104428403A (en) Oil compositions and methods of production
CN108149506A (en) With the method for vinasse production high purity cellulose, hemicellulose and lignin
EP2528452B1 (en) Apparatus and method for treating wet solids from a fermentation process
RU2359034C2 (en) Method of ethanol production out of grain raw material
JP4759349B2 (en) Method for producing soy sauce using liquid koji
JP2002125651A (en) Method for treating particulate starch raw material
JP2007097496A (en) Method for producing sweet drink made from fermented rice using liquid koji
JP4658836B2 (en) Saccharified liquid for cereal coating and coating method of the saccharified liquid
JP4953414B2 (en) Method for producing mirin using liquid rice cake
CN114958540B (en) Brewing method and system of rice vinegar
RU2443781C1 (en) Method for production of ethyl alcohol from grain raw material
RU2667097C2 (en) Method for producing hydrolyzate from starch-containing materials
US330184A (en) Process of brewim beer
RU2232817C2 (en) Method for preparing of raw grain material for fermentation
RU2279479C2 (en) Method for processing of starch-containing crude material
JP5257570B2 (en) Ethanol production method and production facility
JP5241213B2 (en) Production method of ethanol from brown rice

Legal Events

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

Effective date: 20141026