RU2525131C1 - Method for production of ethyl alcohol from grain raw material - Google Patents

Method for production of ethyl alcohol from grain raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2525131C1
RU2525131C1 RU2013107578/10A RU2013107578A RU2525131C1 RU 2525131 C1 RU2525131 C1 RU 2525131C1 RU 2013107578/10 A RU2013107578/10 A RU 2013107578/10A RU 2013107578 A RU2013107578 A RU 2013107578A RU 2525131 C1 RU2525131 C1 RU 2525131C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hours
fraction
units
starch
action
Prior art date
Application number
RU2013107578/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Людмила Николаевна Крикунова
Наталия Михайловна Кузьменкова
Геннадий Петрович Карпиленко
Юрий Александрович Тырсин
Любовь Николаевна Шабурова
Original Assignee
Людмила Николаевна Крикунова
Наталия Михайловна Кузьменкова
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 Людмила Николаевна Крикунова, Наталия Михайловна Кузьменкова filed Critical Людмила Николаевна Крикунова
Priority to RU2013107578/10A priority Critical patent/RU2525131C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525131C1 publication Critical patent/RU2525131C1/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

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

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: invention is represented by a method for production of ethyl alcohol; the method involves the germ fraction separation from the endosperm fraction, the endosperm fraction milling, mixing with water, introduction of thermostable amylolytic enzyme preparations of diluent action in an amount of 0.15-0.2 units. AS/g of reference starch and enzyme preparations of proteolytic action in an amount of 0.15-0.2 units PS/g of reference starch in the raw materials, three-stage water-and-heat fermentative treatment, cooling to 56-58°C, saccharifying the mixture to obtain saccharified wort, cooling, fermentation and brew distillation to produce ethyl alcohol; the grain raw material is represented by maize; before the stage of the germ fraction separation from the endosperm fraction one performs maize biotechnical treatment by way of maize moistening with a solution of enzyme preparations of cytolytic action and conditioning at 50-55°C during 2.5-3 hours.
EFFECT: invention allows to increase the yield of alcohol with high quality indices.
3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к способу производства этилового спирта из зернового сырья.The invention relates to the alcohol industry, and in particular to a method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials.

Известен способ производства этилового спирта из зернового сырья, в качестве которого используют кукурузу, предусматривающий очистку зерна от примесей, первичное измельчение, фракционирование (отделение фракции зародыша от фракции эндосперма), дополнительное измельчение, приготовление замеса путем смешивания измельченного сырья с водой, водно-тепловую обработку замеса, охлаждение, осахаривание разваренной массы и сбраживание полученного сусла с получением бражки и ее дальнейшей перегонки (Темиров М.М. Использование технологии глубокой переработки кукурузы для спиртового производства // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2010, №4, с.27-28).A known method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, which is used as corn, which involves cleaning the grain from impurities, primary grinding, fractionation (separation of the germ fraction from the endosperm fraction), additional grinding, mixing by mixing the crushed raw materials with water, water-heat treatment kneading, cooling, saccharification of the boiled mass and fermentation of the obtained wort to obtain mash and its further distillation (Temirov M.M. processing of corn for alcohol production // Production of alcohol and alcoholic beverages, 2010, No. 4, p. 27-28).

Недостатками данного способа являются существенные потери крахмала с выделяемой фракцией зародыша, установка дополнительного оборудования на стадии подготовки зерна вместо молотковой дробилки. Кроме того, получаемые среды являются нетехнологичными в производстве этанола.The disadvantages of this method are the significant loss of starch with the allocated fraction of the embryo, the installation of additional equipment at the stage of grain preparation instead of a hammer mill. In addition, the resulting media are low-tech in the production of ethanol.

За рубежом широко известны различные способы получения этилового спирта из зернового сырья, в качестве которого применяют кукурузу, в которых также на стадии подработки проводят фракционирование зерна, т.е. отделение фракции эндосперма от фракции зародыша, богатой кукурузным маслом, с дальнейшей переработкой фракции эндосперма на этиловый спирт (WO 2008100837 A3, 21.08.2008). Известен способ получения этанола из кукурузы, где на этапе разделения зерновки на фракции зародыша, перикарпия и эндосперма проводят дополнительную ферментативную обработку амилазами и протеазами (Singh V. Johnston D.B. Naidu K. Rausch K.D. Comparison of modified dry-grind corn processes for fermentation characteristics and DDGS composition // Cereal Chemistry, St. Paul, 2005, Vol.82, №2. - Р. 187-190; Ping Wang, Singh V., Li Xu, Johnston D.B., Rausch K.D., Tumbleson M.E. Comparison of Enzymatic (E-Mill) and Conventional Dry-Grind Corn Processes Using a Granular Starch Hydrolyzing Enzyme // Cereal Chemistry, St. Paul, 2005, Vol.82, №6. - P. 734-738).Various methods for producing ethyl alcohol from grain raw materials are widely known abroad, as corn is used, in which grain fractionation is also carried out at the stage of underworking, i.e. separating the endosperm fraction from the germ oil rich in corn fraction, with further processing of the endosperm fraction into ethyl alcohol (WO 2008100837 A3, 08.21.2008). A known method of producing ethanol from corn, where at the stage of separation of the kernels into fractions of the embryo, pericarp and endosperm carry out additional enzymatic treatment with amylases and proteases (Singh V. Johnston DB Naidu K. Rausch KD Comparison of modified dry-grind corn processes for fermentation characteristics and DDGS composition // Cereal Chemistry, St. Paul, 2005, Vol. 82, No. 2. - P. 187-190; Ping Wang, Singh V., Li Xu, Johnston DB, Rausch KD, Tumbleson ME Comparison of Enzymatic (E- Mill) and Conventional Dry-Grind Corn Processes Using a Granular Starch Hydrolyzing Enzyme // Cereal Chemistry, St. Paul, 2005, Vol. 82, No. 6. - P. 734-738).

Недостатками этих способов являются все еще достаточные потери крахмала, который отделяется с фракцией зародыша. Кроме того, к недостаткам последних можно отнести неполное отделение жира, который в процессе водно-тепловой и ферментативной обработки связывается с крахмалом, содержащимся во фракции эндосперма, образуя крахмало-липидный комплекс.The disadvantages of these methods are still a sufficient loss of starch, which is separated with the germ fraction. In addition, the disadvantages of the latter include the incomplete separation of fat, which, during the process of water-heat and enzymatic treatment, binds to starch contained in the endosperm fraction, forming a starch-lipid complex.

Известен способ производства этилового спирта из зернового сырья (рожь и пшеница), включающий отделение фракции шелухи от фракции эндосперма, смешивание фракции эндосперма с водой, ее водно-тепловую и ферментативную обработку, сбраживание и перегонку с получением этилового спирта, в котором перед отделением фракции шелухи проводят предобработку зерна путем его увлажнения раствором ферментных препаратов цитолитического действия, отволаживания при 50-55°С с последующей сушкой до влажности 14,0-15,5%, т.е. проводят дополнительную биотехнологическую обработку с целью снижения потерь крахмала с отделяемой фракцией шелухи. Данный способ применим только для определенных видов зернового сырья - пшеницы и ржи, и не учитывает особенности химического состава других видов сырья, в том числе кукурузы, потенциально используемых в спиртовом производстве.A known method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials (rye and wheat), including the separation of the husk fraction from the endosperm fraction, mixing the endosperm fraction with water, its water-thermal and enzymatic treatment, fermentation and distillation to obtain ethyl alcohol, in which before separating the husk fraction grain pretreatment is carried out by moistening it with a solution of enzyme preparations of cytolytic action, curing at 50-55 ° C, followed by drying to a moisture content of 14.0-15.5%, i.e. conduct additional biotechnological processing in order to reduce losses of starch with a detachable husk fraction. This method is applicable only to certain types of grain raw materials - wheat and rye, and does not take into account the chemical composition of other types of raw materials, including corn, potentially used in alcohol production.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является способ получения этилового спирта из кукурузы, включающий измельчение исходного сырья (без стадии фракционирования), приготовление замеса путем смешивания сырья с водой, внесение амилолитических ферментных препаратов разжижающего действия в количестве 1,5 ед. АС/г условного крахмала сырья (в пересчете на термостабильный препарат - 0,15 ед. АС), выдержку полученного замеса при температуре 45-50°С в течение 0,5 часа, увеличение температуры до 75-80°С с дальнейшей выдержкой в течение 3-4 часов, поднятие температуры до 95-98°С с выдержкой в течение 1,5-2 часов, охлаждение до 56-58°С, внесение амилолитических ферментных препаратов разжижающего действия в количестве 0,5-1,0 ед. АС (в пересчете на термостабильный препарат - 0,05-0,1 ед. АС) и осахаривающего действия в количестве 6,0-6,5 ед. ГлС на 1 г условного крахмала сырья, обработку полученного замеса в течение 0,5 часа с получением осахаренного сусла, его охлаждение, сбраживание, брагоректификацию с получением спирта (Нормы технологического проектирования предприятий спиртовой промышленности. ВНТП 34-93, Москва: «ГИДРОПИЩЕПРОМ-2», 1993, с.11).The closest analogue of the present invention is a method for producing ethyl alcohol from corn, including grinding the feedstock (without fractionation stage), preparing a batch by mixing the feedstock with water, introducing an amylolytic enzyme diluent preparation in the amount of 1.5 units. AC / g of conventional starch of raw materials (in terms of a thermostable preparation - 0.15 AC units), holding the batch at a temperature of 45-50 ° C for 0.5 hours, increasing the temperature to 75-80 ° C with further exposure to within 3-4 hours, raising the temperature to 95-98 ° C with holding for 1.5-2 hours, cooling to 56-58 ° C, introducing amylolytic enzyme preparations of a diluting action in an amount of 0.5-1.0 units. AS (in terms of a thermostable preparation - 0.05-0.1 AC units) and saccharifying action in the amount of 6.0-6.5 units GLS per 1 g of conventional starch of raw materials, processing of the batch for 0.5 hours to produce saccharified wort, its cooling, fermentation, distillation to obtain alcohol (Norms for technological design of alcohol industry enterprises. VNTP 34-93, Moscow: “GIDROPISHCHEPROM-2 ", 1993, p.11).

Недостатками данного способа являются использование значительных количеств дорогостоящих ферментных препаратов, большие энергозатраты и низкий выход спирта.The disadvantages of this method are the use of significant quantities of expensive enzyme preparations, high energy consumption and low alcohol output.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности технологического процесса за счет снижения энергозатрат на стадиях водно-тепловой обработки (за счет сокращения длительности процесса и снижения температур по стадиям) и ректификации.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the process by reducing energy consumption at the stages of water-heat treatment (by reducing the duration of the process and lowering the temperature in stages) and rectification.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного технического решения, заключается в увеличении выхода спирта при его высоких качественных характеристиках.The technical result achieved by using the claimed technical solution is to increase the yield of alcohol with its high quality characteristics.

Технический результат достигается тем, что способ производства этилового спирта из зернового сырья включает отделение фракции зародыша от фракции эндосперма, измельчение фракции эндосперма, смешивание ее с водой при гидромодуле 1: (3,5-4,0), внесение амилолитических термостабильных ферментных препаратов разжижающего действия в количестве 0,15-0,2 ед. АС/г условного крахмала и ферментных препаратов протеолитического действия в количестве 0,15-0,2 ед. ПС/г условного крахмала сырья, выдержку полученного замеса при температуре 45-50°С в течение 0,5 часа с дальнейшей выдержкой при температуре 65-70°С в течение 1,5-2,0 часов, с дальнейшей выдержкой при температуре 95-98°С в течение 1,5-2,0 часов, охлаждение до 56-58°С, внесение амилолитических ферментных препаратов осахаривающего действия в количестве 6,0-6,5 ед. ГлС/г условного крахмала, обработку полученного замеса при 56-58°С в течение 0,5 часа с получением осахаренного сусла, охлаждение, сбраживание и перегонку бражки с получением этилового спирта, при этом в качестве зернового сырья используют кукурузу, и перед стадией отделения фракции зародыша от фракции эндосперма проводят биотехнологическую обработку кукурузы путем ее увлажнения раствором ферментных препаратов цитолитического действия и отволаживания при 50-55°С в течение 2,5-3 часов.The technical result is achieved in that a method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials involves separating the embryo fraction from the endosperm fraction, grinding the endosperm fraction, mixing it with water with a hydraulic module of 1: (3.5-4.0), introducing amylolytic thermostable enzyme preparations with a fluidizing effect in the amount of 0.15-0.2 units. AC / g conditional starch and proteolytic enzyme preparations in the amount of 0.15-0.2 units. PS / g of conventional starch of raw materials, holding the resulting batch at a temperature of 45-50 ° C for 0.5 hours, followed by exposure at a temperature of 65-70 ° C for 1.5-2.0 hours, with further exposure at a temperature of 95 -98 ° C for 1.5-2.0 hours, cooling to 56-58 ° C, the introduction of amylolytic enzyme preparations of saccharifying action in the amount of 6.0-6.5 units. GLS / g conditional starch, processing the batch at 56-58 ° C for 0.5 hours to produce sugared wort, cooling, fermenting and distilling the mash to produce ethanol, using corn as a raw material, and before the separation step the embryo fraction from the endosperm fraction carries out biotechnological treatment of corn by moistening it with a solution of enzyme preparations of cytolytic action and weaning at 50-55 ° C for 2.5-3 hours.

Предложенный способ предобработки зерна перед фракционированием - биотехнологическая обработка (БТО), позволяет изменить реологические свойства зерновки, увеличивая различия прочностных свойств внутренних частей зерна, что позволяет снизить потери крахмала при разделении на фракции, а следовательно, увеличить выход спирта. Зародыш отделен от эндосперма слоем анатомических частей, состоящих из отдельных групп белков и гемицеллюлоз, так называемым слоем перикарпия. При увлажнении зерновки основная часть влаги концентрируется в перикарпии, при этом белки набухают, гемицеллюлозы гидролизуются под действием цитолитических ферментов до контролируемой степени гидролиза. Таким образом, это воздействие позволяет увеличить пластические деформации во фракции зародыша и при дальнейшем механическом воздействии на зерновку он отделяется с минимальным захватом крахмала сырья.The proposed method of grain pretreatment before fractionation - biotechnological treatment (BTO), allows you to change the rheological properties of the grain, increasing the differences in the strength properties of the internal parts of the grain, which reduces starch loss when divided into fractions, and therefore, increase the yield of alcohol. The embryo is separated from the endosperm by a layer of anatomical parts consisting of separate groups of proteins and hemicelluloses, the so-called pericarp layer. When the caryopsis is moistened, the bulk of the moisture is concentrated in the pericarp, while the proteins swell, hemicelluloses are hydrolyzed by cytolytic enzymes to a controlled degree of hydrolysis. Thus, this effect allows increasing plastic deformations in the embryo fraction and, with further mechanical action on the grain, it is separated with minimal capture of raw starch.

Отделение фракции зародыша от фракции эндосперма предусматривает первоначальное механическое воздействие на зерно кукурузы путем пропускания зерновой массы через вальцовый станок с максимальным зазором между вальцами с последующим разделением образующегося грубого помола по разнице плотностей на фракцию зародыша и фракцию эндосперма с использованием пневматического сортировального стола.The separation of the embryo fraction from the endosperm fraction provides for the initial mechanical effect on the corn grain by passing the grain mass through a roller mill with a maximum gap between the rollers, followed by separation of the resulting coarse grinding by the density difference into the germ fraction and the endosperm fraction using a pneumatic sorting table.

Выведение из технологического процесса производства этилового спирта фракции зародыша способствует улучшению качества этанола, т.к. удаляется большая часть содержащегося в зародыше жира, который является потенциальным источником образования акролеина - вредной примеси спиртовой бражки. Акролеин возникает в процессе водно-тепловой обработки сырья при подгорании жиров, содержащихся в сырье. При удалении фракции зародыша, составляющей 13-15% от общей массы сырья, при оптимальных режимах предобработки, в нем концентрируется до 85-90% жира от исходного в сырье, т.е. с использованием заявленных в настоящем изобретении режимов предобработки сырья из технологического процесса можно практически полностью вывести жир, содержащийся в зародыше.The removal of the germ fraction from the technological process for the production of ethyl alcohol helps to improve the quality of ethanol, since most of the fat contained in the embryo is removed, which is a potential source of acrolein formation - a harmful admixture of alcohol mash. Acrolein occurs in the process of water-heat treatment of raw materials during the burning of fats contained in raw materials. When removing the embryo fraction, comprising 13-15% of the total mass of the raw material, under optimal pre-treatment conditions, it concentrates up to 85-90% of the fat from the feed in the raw material, i.e. using the modes of preprocessing of the raw materials declared in the present invention from the technological process, it is possible to almost completely remove the fat contained in the embryo.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Зерно кукурузы увлажняют до расчетного значения влажности W=16,0-17,0%, вносят ферментные препараты цитолитического действия, исходя из норм внесения 1,5-2 ед. основной активности/г условного крахмала сырья или 4,5-6 ед. основной активности/г некрахмальных полисахаридов сырья, и выдерживают при t=50-55°С в течение 2,5-3 часов. Зерно, прошедшее такую биотехнологическую обработку, далее подвергают механическому воздействию путем его измельчения с использованием вальцового станка Nagema. Диаметр вальцов - 220 мм, длина вальцов - 185 мм, скорость вращения 3 м/с, плотность нарезки рифлей 6 риф/см, расположение к острию, углы рифлей 20° и 70°. Далее полученный грубый помол разделяют на фракции эндосперма и зародыша с применением пневматического сортировального стола, который широко используется в технологии получения кукурузной крупы и принцип действия которого основан на разделении сырья по плотностям его составляющих (Чеботарев О.Н., Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф. Технология муки, крупы и комбикормов. Москва: ИКЦ «МарТ», 2004, с.522-523). Далее фракцию эндосперма направляют в технологический процесс получения спирта, а зародыш используют для получения кукурузного масла. Фракцию эндосперма измельчают таким образом, что помол характеризуется 100%-ным проходом через сито d=1,0 мм, смешивают с водой при гидромодуле 1:(3,5-4,0), вносят ферментные препараты с термостабильной α-амилазой в количестве 0,15-0,2 ед. АС/г условного крахмала и ферментные препараты протеолитического действия в количестве 0,15-0,2 ед. ПС/г условного крахмала сырья. Следует учитывать, что вследствие потери с отделяемой фракцией зародыша и прилегающих слоев перикарпия большого количества белков, а следовательно, и с меньшим накоплением усвояемого азота в сусле (что может вызвать негативное влияние в дальнейшем на процесс сбраживания) дополнительно вносят протеолитические ферменты. Далее замес подвергают трехступенчатой водно-тепловой и ферментативной обработке, включающей нагревание замеса до 45-50°С в течение 0,5 часа с дальнейшей выдержкой при температуре 65-70°С в течение 1,5-2,0 часов, с дальнейшей выдержкой при температуре 95-98°С в течение 1,5-2,0 часов с получением разваренной массы. Затем полученную разваренную массу охлаждают до 56-58°С, вводят амилолитические ферменты осахаривающего действия (глюкоамилазу) в количестве 6,0-6,5 ед. ГлС/г условного крахмала сырья и проводят окончательный ферментативный гидролиз (осахаривание) при температуре 56-58°С в течение 0,5 часа. Полученное при этом осахаренное сусло охлаждают до температуры складки, затем вносят засевные дрожжи и сбраживают непрерывно-поточным способом. Зрелую бражку затем перегоняют с получением этилового спирта.The corn grain is moistened to the calculated moisture value W = 16.0-17.0%, enzyme preparations of cytolytic action are added, based on the application rate of 1.5-2 units. the main activity / g of conventional starch of raw materials or 4.5-6 units. the main activity / g of non-starch polysaccharides of raw materials, and incubated at t = 50-55 ° C for 2.5-3 hours. The grain that underwent such a biotechnological treatment is then subjected to mechanical action by grinding it using a Nagema roller mill. The diameter of the rollers is 220 mm, the length of the rollers is 185 mm, the rotation speed is 3 m / s, the density of the grooves is 6 reef / cm, the location to the tip, the corners of the grooves are 20 ° and 70 °. Next, the resulting coarse grinding is divided into endosperm and embryo fractions using a pneumatic sorting table, which is widely used in the technology of producing corn grits and the principle of operation of which is based on the separation of raw materials according to the densities of its components (Chebotarev O.N., Shazzo A.Yu., Martynenko YF Technology of flour, cereals and mixed feeds. Moscow: ICC “Mart”, 2004, p. 522-523). Next, the endosperm fraction is sent to the technological process for producing alcohol, and the embryo is used to obtain corn oil. The endosperm fraction is ground in such a way that the grinding is characterized by a 100% pass through a sieve d = 1.0 mm, mixed with water with a hydraulic module of 1: (3.5-4.0), enzyme preparations with thermostable α-amylase are added in an amount 0.15-0.2 units AC / g conditional starch and proteolytic enzyme preparations in the amount of 0.15-0.2 units. PS / g conditional starch raw materials. It should be borne in mind that due to the loss of a large number of proteins with a separated embryo and adjacent pericarp layers, and, therefore, with less accumulation of assimilated nitrogen in the wort (which may cause a negative effect in the future on the fermentation process), proteolytic enzymes are additionally added. Next, the batch is subjected to a three-stage water-thermal and enzymatic treatment, including heating the batch to 45-50 ° C for 0.5 hours with further exposure at a temperature of 65-70 ° C for 1.5-2.0 hours, with further exposure at a temperature of 95-98 ° C for 1.5-2.0 hours to obtain a boiled mass. Then the resulting boiled mass is cooled to 56-58 ° C, amylolytic enzymes of saccharifying action (glucoamylase) are introduced in an amount of 6.0-6.5 units. GLS / g of conventional starch of raw materials and carry out the final enzymatic hydrolysis (saccharification) at a temperature of 56-58 ° C for 0.5 hours. The resulting saccharified wort is cooled to a fold temperature, then seed yeast is introduced and fermented in a continuous-flow way. The mature mash is then distilled to give ethanol.

Осуществление заявленного изобретения иллюстрируется следующими примерами.The implementation of the claimed invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. В качестве исходного сырья используют зерно кукурузы с начальной влажностью 12,5% и крахмалистостью 61,4% на абсолютно сухое вещество. Его увлажняют до расчетного значения W=16,0% путем внесения расчетного количества воды с ферментным препаратом цитолитического действия (Вискоферм), исходя из нормы внесения 1,5 ед основной активности/г условного крахмала сырья с дальнейшей выдержкой при t=50 °С в течение 2,5 часов. Подготовленную таким образом кукурузу подвергают механическому воздействию на вальцовом станке с дальнейшим разделением помола на фракции эндосперма и зародыша с применением пневматического сортировального стола. Далее для получения этилового спирта используют фракцию эндосперма влажностью 14,09% и крахмалистостью 64,5% на абсолютно сухое вещество, которую измельчают так, что помол характеризуется 100%-ным проходом через сито d=1,0 мм. Полученный помол смешивают с водой, температура которой равна 45-50°С, при гидромодуле 1:3,5. В полученный замес вносят амилолитический ферментный препарат разжижающего действия (Термамил SC) в количестве 0,15 ед. АС/г условного крахмала и ферментный препарат протеолитического действия (Нейтраза 0,8 L) в количестве 0,2 ПС/г условного крахмала, выдерживают 0,5 часа и затем проводят дальнейшую водно-тепловую обработку и ферментативный гидролиз: при температуре 65-70°С в течение 1,5 часов, а потом при температуре 95-98°С в течение 1,5 часов. После этого полученную разваренную массу охлаждают до 56-58°С, вносят ферментный препарат осахаривающего действия (Сан-Супер 360 Л) в количестве 6,0 ед. ГлС /г условного крахмала сырья, продолжительность осахаривания (гидролиза) составляет 0,5 часа. Далее сусло охлаждают до температуры складки (20-25°С), вносят засевные дрожжи в количестве 10,0 млн клеток/см3 и проводят сбраживание в течение 72 часов. Полученную зрелую бражку направляют на перегонку (ректификацию) с получением этилового спирта. Выход спирта составляет 65,8 дал/т условного крахмала.Example 1. As a feedstock, corn grain with an initial moisture content of 12.5% and a starch content of 61.4% for absolutely dry matter is used. It is moistened to a calculated value of W = 16.0% by introducing a calculated amount of water with an enzyme preparation of cytolytic action (Viscoferm), based on the rate of application of 1.5 units of the main activity / g of conventional starch of raw materials with further exposure at t = 50 ° C within 2.5 hours. Thus prepared corn is subjected to mechanical action on a roller mill with further separation of the grinding into fractions of the endosperm and the germ using a pneumatic sorting table. Further, to obtain ethanol, an endosperm fraction with a moisture content of 14.09% and a starch content of 64.5% per absolutely dry substance is used, which is ground so that the grinding is characterized by 100% passage through a sieve d = 1.0 mm. The resulting grinding is mixed with water, the temperature of which is 45-50 ° C, with a water module of 1: 3.5. Amylolytic enzyme preparation of diluting action (Termamil SC) in the amount of 0.15 units is added to the resulting batch. AC / g conditional starch and enzyme preparation with proteolytic action (Neutrase 0.8 L) in an amount of 0.2 PS / g conditional starch, incubated for 0.5 hours and then further water-heat treatment and enzymatic hydrolysis: at a temperature of 65-70 ° C for 1.5 hours, and then at a temperature of 95-98 ° C for 1.5 hours. After that, the resulting boiled mass is cooled to 56-58 ° C, a saccharifying enzyme preparation (San Super 360 L) is added in an amount of 6.0 units. GLS / g conditional starch of raw materials, the duration of saccharification (hydrolysis) is 0.5 hours. Next, the wort is cooled to a fold temperature (20-25 ° C), seed yeast in the amount of 10.0 million cells / cm 3 is introduced and fermentation is carried out for 72 hours. The resulting mature mash is sent to distillation (rectification) to obtain ethyl alcohol. The alcohol yield is 65.8 dal / ton of conventional starch.

Пример 2. В качестве исходного сырья используют зерно кукурузы с начальной влажностью 12,6% и крахмалистостью 60,9% на абсолютно сухое вещество. Его увлажняют до расчетного значения W=16,5% путем внесения расчетного количества воды с ферментным препаратом цитолитического действия (Вискоферм), исходя из нормы внесения 1,8 ед. основной активности/г условного крахмала сырья с дальнейшей выдержкой зерна при t=50°С в течение 3 часов. Подготовленную таким образом кукурузу подвергают механическому воздействию на вальцовом станке с дальнейшим разделением помола на фракции эндосперма и зародыша с помощью пневматического сортировального стола. Далее для получения этилового спирта используют фракцию эндосперма влажностью 14,3% и крахмалистостью 63,9% на абсолютно сухое вещество, которую измельчают так, что помол характеризуется 100%-ным проходом через сито d=l,0 мм. Полученный помол смешивают с водой, температура которой равна 45-50°С, при гидромодуле 1:4. В полученный замес вносят амилолитический ферментный препарат разжижающего действия (Термамил SC) в количестве 0,2 ед. АС/г условного крахмала и ферментный препарат протеолитического действия (Нейтраза 0,8 L) в количестве 0,15 ед. ПС/г условного крахмала, выдерживают 0,5 часа и затем проводят дальнейшую водно-тепловую обработку и ферментативный гидролиз: при температуре 65-70°С в течение 1,5 часов, а потом при температуре 95-98°С в течение 1,5 часов. После полученную разваренную массу охлаждают до 56-58°С, вносят ферментный препарат осахаривающего действия (Сан-Супер 360 Л) в количестве 6,0 ед. ГлС /г условного крахмала сырья, продолжительность осахаривания (гидролиза) составляет 0,5 часа. Далее сусло охлаждают до температуры складки (20-25°С), вносят засевные дрожжи в количестве 10,0 млн клеток/см3 и проводят сбраживание в течение 72 часов. Полученную зрелую бражку направляют на перегонку (ректификацию) для получения этилового спирта. Выход спирта составляет 65,7 дал/т условного крахмала.Example 2. As a feedstock, corn grain is used with an initial moisture content of 12.6% and a starch content of 60.9% for absolutely dry matter. It is moistened to a calculated value of W = 16.5% by introducing a calculated amount of water with an enzyme preparation of cytolytic action (Viscoferm), based on the application rate of 1.8 units. the main activity / g of conventional starch of raw materials with further exposure of the grain at t = 50 ° C for 3 hours. Thus prepared corn is subjected to mechanical action on a roller mill with further separation of the grinding into fractions of the endosperm and the germ using a pneumatic sorting table. Further, to obtain ethyl alcohol, an endosperm fraction with a moisture content of 14.3% and starch content of 63.9% per absolutely dry substance is used, which is crushed so that the grinding is characterized by a 100% pass through a sieve d = l, 0 mm. The resulting grinding is mixed with water, the temperature of which is 45-50 ° C, with a hydraulic module of 1: 4. Amylolytic enzyme preparation of diluting action (Termamil SC) in the amount of 0.2 units is added to the resulting batch. AC / g conditional starch and enzyme preparation with proteolytic action (Neutrase 0.8 L) in the amount of 0.15 units. PS / g conventional starch, incubated for 0.5 hours and then carry out further water-heat treatment and enzymatic hydrolysis: at a temperature of 65-70 ° C for 1.5 hours, and then at a temperature of 95-98 ° C for 1, 5 o'clock. After the resulting boiled mass is cooled to 56-58 ° C, a saccharifying enzyme preparation (San Super 360 L) is added in an amount of 6.0 units. GLS / g conditional starch of raw materials, the duration of saccharification (hydrolysis) is 0.5 hours. Next, the wort is cooled to a fold temperature (20-25 ° C), seed yeast in the amount of 10.0 million cells / cm 3 is introduced and fermentation is carried out for 72 hours. The resulting mature mash is sent to distillation (rectification) to obtain ethyl alcohol. The alcohol yield is 65.7 dal / ton of conventional starch.

Пример 3. В качестве исходного сырья используют зерно кукурузы с начальной влажностью 12,3% и крахмалистостью 61,4% на абсолютно сухое вещество. Его увлажняют до расчетного значения W=17,0% путем внесения расчетного количества воды с ферментным препаратом цитолитического действия (Вискоферм), исходя из нормы внесения 2,0 ед основной активности/г условного крахмала сырья с дальнейшей выдержкой зерна при t=55°С в течение 3 часов. Подготовленную таким образом кукурузу подвергают механическому воздействию на вальцовом станке с дальнейшим разделением помола на фракции эндосперма и зародыша с помощью пневматического сортировального стола. Для получения этилового спирта используют фракцию эндосперма влажностью 14,5% и крахмалистостью 64,0% на абсолютно сухое вещество, которую измельчают так, что помол характеризуется 100%-ным проходом через сито d=l,0 мм. Полученный помол смешивают с водой, температура которой равна 45-50°С, при гидромодуле 1:4. В полученный замес вносят амилолитический ферментный препарат разжижающего действия (Термамил SC) в количестве 0,2 ед. АС/г условного крахмала и ферментный препарат протеолитического действия (Нейтраза 0,8 L) в количестве 0,15 ед. ПС/г условного крахмала, выдерживают 0,5 часа и затем проводят дальнейшую водно-тепловую обработку и ферментативный гидролиз: при температуре 65-70°С в течение 2 часов, а потом при температуре 95-98°С в течение 2 часов. После полученную разваренную массу охлаждают до 56-58°С, вносят ферментный препарат осахаривающего действия (Сан-Супер 360 Л) в количестве 6,5 ед. ГлС /г условного крахмала сырья, продолжительность осахаривания (гидролиза) составляла 0,5 часа. Далее сусло охлаждают до температуры складки (20-25°С), вносят засевные дрожжи в количестве 10,0 млн. клеток/см3 и проводят сбраживание в течение 72 часов. Полученную зрелую бражку направляют на перегонку (ректификацию) для получения этилового спирта. Выход спирта составляет 65,9 дал/т условного крахмала.Example 3. As a feedstock, corn grain is used with an initial moisture content of 12.3% and a starch content of 61.4% for absolutely dry matter. It is moistened to the calculated value W = 17.0% by introducing the calculated amount of water with an enzyme preparation of cytolytic action (Viscoferm), based on the application rate of 2.0 units of the main activity / g of conditional starch of raw materials with further grain exposure at t = 55 ° C within 3 hours. Thus prepared corn is subjected to mechanical action on a roller mill with further separation of the grinding into fractions of the endosperm and the germ using a pneumatic sorting table. To obtain ethanol, an endosperm fraction with a moisture content of 14.5% and starch content of 64.0% per absolutely dry substance is used, which is ground so that the grinding is characterized by a 100% pass through a sieve d = l, 0 mm. The resulting grinding is mixed with water, the temperature of which is 45-50 ° C, with a hydraulic module of 1: 4. Amylolytic enzyme preparation of diluting action (Termamil SC) in the amount of 0.2 units is added to the resulting batch. AC / g conditional starch and enzyme preparation with proteolytic action (Neutrase 0.8 L) in the amount of 0.15 units. PS / g conditional starch, incubated for 0.5 hours and then carry out further water-heat treatment and enzymatic hydrolysis: at a temperature of 65-70 ° C for 2 hours, and then at a temperature of 95-98 ° C for 2 hours. After the resulting boiled mass is cooled to 56-58 ° C, a saccharifying enzyme preparation (San Super 360 L) is added in an amount of 6.5 units. GLS / g conditional starch of raw materials, the duration of saccharification (hydrolysis) was 0.5 hours. Next, the wort is cooled to a fold temperature (20-25 ° C), sowing yeast in the amount of 10.0 million cells / cm 3 is introduced and fermentation is carried out for 72 hours. The resulting mature mash is sent to distillation (rectification) to obtain ethyl alcohol. The alcohol yield is 65.9 dal / ton of conventional starch.

Для сравнения параметры способа производства этилового спирта по заявленному изобретению и ближайшему аналогу представлены в таблицах 1, 2.For comparison, the parameters of the method of production of ethyl alcohol according to the claimed invention and the closest analogue are presented in tables 1, 2.

В таблице 3 приведены данные по выходу спирта и вредным летучим примесям, содержащимся в бражке, полученной по заявленному изобретению и ближайшему аналогу.Table 3 shows the data on the yield of alcohol and harmful volatile impurities contained in the mash obtained by the claimed invention and the closest analogue.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить энергозатраты на стадиях водно-тепловой обработки (за счет сокращения длительности процесса и снижения температур по стадиям) и ректификации, увеличить выход спирта при его высоких качественных характеристиках, а также рационально использовать основное сырье за счет дифференцированного способа разделения его на фракции и их целевого использования.Thus, the proposed method allows to reduce energy consumption at the stages of water-heat treatment (by reducing the duration of the process and lowering the temperature in stages) and rectification, to increase the yield of alcohol with its high quality characteristics, as well as to rationally use the main raw materials due to the differentiated method of separation on fractions and their intended use.

Таблица 1 Table 1 Параметры предобработки зерна кукурузы методом БТОParameters of corn grain pretreatment using BTO ПоказателиIndicators Ближайший аналог (контроль)The closest analogue (control) Заявляемое изобретение (опыт)The claimed invention (experience) Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Степень увлажнения, %The degree of moisture,% -- 16,016,0 16,516.5 17,017.0 Норма внесения ФП цитолит. действия, ед. осн. активности/г усл. крахмала сырьяThe rate of introduction of AF cytolith. action units main activity / g conv. starch raw materials -- 1,51,5 1,81.8 2,02.0 Температура обработки, °СProcessing temperature, ° С -- 50fifty 50fifty 5555 Общая продолжительность обработки, чThe total processing time, h -- 2,52,5 3,03.0 3,03.0

Таблица 2table 2 Параметры способа производства этилового спиртаThe parameters of the method of production of ethyl alcohol ПоказателиIndicators Ближайший аналог (контроль)The closest analogue (control) Заявляемое изобретение (опыт)The claimed invention (experience) Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Общая длительность водно-тепловой и ферментативной обработкиThe total duration of water-heat and enzymatic treatment 5-75-7 4four 4four 55 Расход ФП разжижающего действия, ед. АС/г усл. крахмалаFP consumption of a diluting action, units AC / g conv. starch 0,2-0,250.2-0.25 0,150.15 0,20.2 0,20.2 Расход ФП осахаривающего действия, ед. ГлС/г усл. крахмалаFP consumption of saccharifying action, units GLS / g srvc starch 6,0-6,56.0-6.5 6,06.0 6,06.0 6,56.5 Расход ФП протеолитического действия, ед ПС/г усл. крахмалаFP consumption of proteolytic action, PS unit / g conv. starch -- 0,20.2 0,150.15 0,150.15

Таблица 3 Table 3 Выход спирта и содержание вредных летучих примесей в бражкеThe yield of alcohol and the content of harmful volatile impurities in the mash ПоказателиIndicators Ближайший аналог (контроль)The closest analogue (control) Заявляемое изобретение (опыт)The claimed invention (experience) Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Выход этилового спирта, дал/т условного крахмалаEthyl alcohol yield, given / ton of conventional starch 65,465,4 65,865.8 65,765.7 65,965.9 Основные примеси: мг/дм3 безводного спиртаThe main impurities: mg / DM 3 anhydrous alcohol         - альдегиды (ацетальдегид)- aldehydes (acetaldehyde) 1098,431098,43 879,4879.4 857,2857.2 867,2867.2 - сложные эфиры- esters 277,34277.34 190,3190.3 219,8219.8 201,4201.4 - высшие спирты- higher alcohols 3420,253420.25 2709,42709.4 2349,42349.4 2556,62556.6 - метанол, % об.- methanol,% vol. 0,00520.0052 0,00410.0041 0,00430.0043 0,00450.0045

Claims (1)

Способ производства этилового спирта из зернового сырья, включающий отделение фракции зародыша от фракции эндосперма, измельчение фракции эндосперма, смешивание ее с водой при гидромодуле 1:(3,5-4,0), внесение амилолитических термостабильных ферментных препаратов разжижающего действия в количестве 0,15-0,2 ед. АС/г условного крахмала и ферментных препаратов протеолитического действия в количестве 0,15-0,2 ед. ПС/г условного крахмала сырья, выдержку полученного замеса при температуре 45-50°С в течение 0,5 часа с дальнейшей выдержкой при температуре 65-70°С в течение 1,5-2,0 часов и с дальнейшей выдержкой при температуре 95-98°С в течение 1,5-2,0 часов, охлаждение до 56-58°С, внесение амилолитических ферментных препаратов осахаривающего действия в количестве 6,0-6,5 ед. ГлС/г условного крахмала, обработку полученного замеса при 56-58°С в течение 0,5 часа с получением осахаренного сусла, охлаждение, сбраживание и перегонку бражки с получением этилового спирта, при этом в качестве зернового сырья используют кукурузу, а перед стадией отделения фракции зародыша от фракции эндосперма проводят биотехнологическую обработку кукурузы путем ее увлажнения раствором ферментных препаратов цитолитического действия и отволаживания при 50-55°С в течение 2,5-3 часов. A method for the production of ethyl alcohol from grain raw materials, including the separation of the embryo fraction from the endosperm fraction, grinding the endosperm fraction, mixing it with water with a hydromodule 1: (3.5-4.0), introduction of 0.15 amylolytic thermostable enzyme diluent preparations in a quantity of 0.15 -0.2 units AC / g conditional starch and proteolytic enzyme preparations in the amount of 0.15-0.2 units. PS / g of conditional starch of raw materials, holding the resulting batch at a temperature of 45-50 ° C for 0.5 hours with further exposure at a temperature of 65-70 ° C for 1.5-2.0 hours and with further exposure at a temperature of 95 -98 ° C for 1.5-2.0 hours, cooling to 56-58 ° C, the introduction of amylolytic enzyme preparations of saccharifying action in the amount of 6.0-6.5 units. GLS / g conditional starch, processing the batch at 56-58 ° C for 0.5 hours to produce sugared wort, cooling, fermenting and distilling the mash to obtain ethanol, using corn as a raw material, and before the separation stage the embryo fraction from the endosperm fraction carries out biotechnological treatment of corn by moistening it with a solution of enzyme preparations of cytolytic action and weaning at 50-55 ° C for 2.5-3 hours.
RU2013107578/10A 2013-02-21 2013-02-21 Method for production of ethyl alcohol from grain raw material RU2525131C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107578/10A RU2525131C1 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Method for production of ethyl alcohol from grain raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013107578/10A RU2525131C1 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Method for production of ethyl alcohol from grain raw material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2525131C1 true RU2525131C1 (en) 2014-08-10

Family

ID=51355233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013107578/10A RU2525131C1 (en) 2013-02-21 2013-02-21 Method for production of ethyl alcohol from grain raw material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525131C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707136C1 (en) * 2019-08-08 2019-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "АЛВИСА Интеллект" Vodka "vodka a" production method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443781C1 (en) * 2011-02-08 2012-02-27 Олег Сергеевич Журба Method for production of ethyl alcohol from grain raw material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443781C1 (en) * 2011-02-08 2012-02-27 Олег Сергеевич Журба Method for production of ethyl alcohol from grain raw material

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Нормы технологического проектирования предприятий спиртовой промышленности, ВНТП 34-93, Москва "ГИДРОПИЩЕПРОМ-2",1993, найдено в Интернет 20.11.2013, адрес сайта www.norm-load.ru/SNiP/Data1/9/9797/index.htm, разделы 1, 2. КРИКУНОВА Л.Н., и др., Исследование процесса предобработки зерна кукурузы на основе метода гидротермической обработки, Техника и технология пищевых производств, N4 (23), 2011, с.43-47. *
описание. ТЕМИРОВ М.М., Использование технологии глубокой переработки кукурузы для спиртового производства, Производство спирта и ликероводочных изделий, N4, 2010, с.27-29 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707136C1 (en) * 2019-08-08 2019-11-22 Общество с ограниченной ответственностью "АЛВИСА Интеллект" Vodka "vodka a" production method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180235167A1 (en) Methods and systems for producing ethanol using raw starch and fractionation
Singh et al. Comparison of modified dry‐grind corn processes for fermentation characteristics and DDGS composition
US20050239181A1 (en) Continuous process for producing ethanol using raw starch
US7919289B2 (en) Methods and systems for producing ethanol using raw starch and selecting plant material
US20070037267A1 (en) Methods and systems for producing ethanol using raw starch and fractionation
CA2559015C (en) Methods and systems for producing ethanol using raw starch and fractionation
US20100281765A1 (en) Efficient biomass fractionating system for an energy pulse crop
CA2517920C (en) Method for producing ethanol using raw starch
CN107002099B (en) Biological process for co-production of ethanol and fungal protein
US20120045545A1 (en) High efficiency ethanol process and high protein feed co-product
CN1798830A (en) Mash viscosity reduction
US11795480B2 (en) High purity starch stream methods and systems
MX2013010267A (en) Systems and methods for improving ethanol yield.
RU2525131C1 (en) Method for production of ethyl alcohol from grain raw material
RU2473693C1 (en) Method for production of ethyl alcohol of starch-containing raw material
US10385365B2 (en) Dewatering methods in fermentation processes
Srinivasan et al. Pericarp fiber separation from corn flour using sieving and air classification
US20140273134A1 (en) Barley-Based Biorefinery Process
RU2443781C1 (en) Method for production of ethyl alcohol from grain raw material
RU2608502C1 (en) Method for production of distillate of inulin-containing raw material
RU2162103C1 (en) Method of production of ethyl alcohol from grain stock
RU2534317C1 (en) Method for production of ethyl alcohol from grain raw material
RU2443780C1 (en) Method for production of ethyl alcohol from grain raw material
RU2237718C1 (en) Method for producing alcohol from waste
Singh et al. Process and engineering effects on DDGS products–Present and future

Legal Events

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

Effective date: 20150222