DD236109A1 - Anwendung eines spezifischen enzymkomplexes fuer das drucklose staerkeaufschlussverfahren in getreidebrennereien - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Anwendung eines spezifischen Enzymkomplexes fuer das drucklose Staerkeaufschlussverfahren in Getreidebrennereien. Es bestand die Aufgabe, mit Hilfe einer einzigen Enzymkulturloesung alle fuer die Vergaerung zu Ethanol geeigneten Getreidepolysaccharide zu hydrolysieren und die Ethanolausbeute ueber den mit Amylasen erreichbaren Wert zu steigern. Erfindungsgemaess wird ein spezifischer Enzymkomplex angewendet, zu dessen Gewinnung ein Enzymbildner auf einem geeigneten Naehrmedium kultiviert und die Wirkung des gewonnenen Enzymkomplexes zusammen mit den Rohkornenzymen des Getreides genutzt wird. Die Erfindung wird in Getreidebrennereien, die das DSA betreiben, verwendet.
Description
Anwendung eines spezifischen Enzymkomplexes für das drucklose Stärkeaufschlußverfahren in Getreidebrennereien
2. Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren in der Brennerei zur komplexen Verwertung der im drucklosen StärkeaufSchluß verfahren (DSA) vorliegenden Getreideinhaltsstoffe durch einen auf das zu hydrolysierende Getreide abgestimmten Enzymkomplex.
3. Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen
Bei der Gewinnung von Gärungsethanoi aus Getreide wird die Getreidestärke dem enzymatisehen Angriff zugänglich gemacht. Es stehen dafür zwei prinzipielle Verfahren zur Verfügung:
- Aufschluß bei hohen Temperaturen und hohem Druck
(Hochdruckdampfverfahren HDV, RöhrenaufSchlußverfahren RAV, TGL 37792)
- Aufschluß bei atmosphärischem Druck und schonenden Temperaturen bis 64 "C (DSA) bzw. bei erhöhten Aufschlußtemperaturen bis 100 #C und Verzuckerungstemperaturen von 58 eC (TGL 32272, Werkstandard 01-84 DD-WP 133820, DE-OS 3149931/A 1) .
Bei beiden Verfahren werden gegenwärtig Amylasen als stärkespaltende Enzyme bei einer Verzuckerungstemperatur von 57 *C eingesetzt.
Die amylolytisehen Enzyme werden aus Grünmalz, Brennereidarrmalz und aus mikrobiellen Enzympräparaten gewonnen. Im DD-WP 151472 wird die "Anwendung eines cellulolytischen und hemicellu· lolytischen Enzymkomplexes zur Ethanolgewinnung" zusätzlich zum Einsatz von Amylasen beschrieben.
Die bekannten technischen Lösungen beinhalten also den getrennten Einsatz von Amylasen zur Hydrolyse oder von Amylasen und Cellulasen, wie in den Patenten SU-PS WO 81/00857, SU-PS 316719, SU-PS 741582 A. DD-PS 213240 und SU-PS 1017713 A beschrieben .
Die Hydrolyse der Getreidecellulose ist durch Amylasen nicht möglich. Die Cellulasen allein können nicht die Stärke des Getreides hydrolysieren. Demzufolge wäre zur komplexen Verwertung der Getreidepolysaccharide und damit zur Steigerung der Ethanolausbeute der Einsatz von zwei Enzymkomplexen (Amylase und Cellulase) notwendig.
Jedoch ergibt sich durch alleinigen Einsatz des der Erfindung zugrunde liegenden Enzymkomplexes als Verzuckerungsmittel im DSA eine amylolytisehe, cellulolytische , xylanolytische und glucanolytisehe Spaltung der Polysaccharide des Getreides im Zusammenwirken mit korneigenen Enzymen. Dadurch können sämtliche vergärbare Polysaccharide der Umsetzung zu Ethanol zugänglich gemacht werden.
Enzympräparate, die im Aktivitätsspektrum sowohl Amylasen als auch Cellulasen in ausreichender Menge aufweisen, die auf die Hydrolyse von Getreidepolysacchariden abgestimmt wurden, sind bisher nicht beschrieben worden.
4. Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist es, mit Hilfe einer einzigen Enzymkulturlösung alle in der Getreidemaische enthaltenen Polysaccharide, die aus vergärbaren Mono- oder Disacchariden zusammengesetzt sind, zu hydrolysieren.
5. Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe einer einzigen Enzymkulturlösung im drucklosen Stärkeaufschlußverfahren alle Polysaccharide des Getreides zu hydrolysieren. Dadurch soll die Zugabe der für die Stärkekonversion benötigten Enzyme aus Darrmalz, Grünmalz oder aus mikrobiell hergestellten Enzympräparaten bzw. die gleichzeitige Kultiverung von mehreren verschiedenen Enzymbildnern (Amylasen, Cellulasen) entfallen.
Durch die vollständige Hydrolyse der zur Vergärung geeigneten Kohlenhydrate ist es möglich, die Ethanolausbeute so zu steigern, daß diese über dem bisherigen erreichbaren Wert beim Amylaseeinsatζ liegt.
/3
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein spezifischer Enzymkomplex für das drucklose Stärkeaufschlußverfahren in Getreidebrennereien angewendet wird. Die Gewinnung des Enzymkomplexes erfolgt durch einen Enzymbildner z. B. der Gattung Penicillium (DD-WP C 12 N 263571/7). der auf einem dafür geeigneten Nährmedium (DD-WP C 12 N 262656/4) kultiviert wird. Der Enzymkomplex wird allein zur Hydrolyse der zur Vergärung geeigneten Ge treidepolysaccharide verwendet, wobei eine synergistische Wirkung der aktiven Bestandteile des Komplexes mit den im Getreide vorhandenen Rohkornenzymen stattfindet .
Der verwendete Enzymkomplex besitzt amy1olytisehe , cellulolytische. xylanolytisehe und glucanolytische Aktivitäten. Bei diesem Verfahren wird der Enzymkomplex im Rahmen des bekannten Maischverfahrens (TGL 33272) bei Verzuckerungstemperaturen von 53 °C - 57 °C und pH-Werten von 5.3 bis 5,8 eingesetzt.
Die Wirkung erstreckt sich auf die Verwendung von Roggen und/ oder Weizen, wobei auch geschädigte Getreidechargen (niedriger Katalase-Wert) mit gleichem Erfolg verarbeitet werden können.
Im Verlaufe des Maischens tritt, neben vollständiger Verzuckerung der vergärbaren Polysaccharide, eine wesentliche Viskosität serniedri gung ein, die eine Erhöhung der Konvektion in der Maische ermöglicht, die Pumpfähigkeit verbessert und so zu technologischen und energetischen Vorteilen führt.
6. Ausführungsbeispiel
Das Getreide Roggen und/oder Weizen ist zu reinigen und zu Feinschrot zu vermählen. Das erhaltene Feinschrot muß so beschaffen sein, daß 90 % der Partikel ein'1,0 mm-Lochsieb passieren .
In einem Einteige- oder Maischbottich sind für je 100 kg Schrot 280 bis 320 1 Wasser mit einer Temperatur von höchstens 50 °C vorzulegen .
Durch Zusatz von Schwefelsäure ist der pH-Wert der Maische auf 5,3 bis 5,5 einzustellen. Das Maischgut ist zur Lösung der hauptsächlichen Getreideinhaltsstoffe (Getreidestärke) bis
^ 64 *C zu erwärmen. Die eingestellte Temperatur ist 30 Minuten zu halten.
Danach ist eine Temperatur von 53 - 55 "C einzustellen. Nach Erreichen dieser Temperatur werden 10 - 20 1 Kulturlösung bzw. 1-21 Konzentrat des Enzymkomplexes hinzugefügt . Danach ist eine Verzuckerungsrast von 10 Minuten zu halten.
Anschließend wird auf Abstelltemperatur von S 2 3 0C gekühlt wobei bei 30 0C die für den Gärprozeß notwendige Menge an Hefe hinzugefügt wird.
Nach der Vergärung und dem AbdestilIieren des Rohethanols werden 351 1 bis 385 1 Ethanol pro 1 t Getreide (65,5 - 72 1 E/dt Stärke) gegenüber Ethanolausbeuten von 350 1 (65,5 1 W/dt Stärke) bei Einsatz von amylolytischen Verzuckerungsmitteln erzielt.
Claims (5)
- /5 7. Erfindungsanspruch1. Anwendung eines spezifischen Enzymkomplexes für das druckose Stärkeaufschlußverfahren in Getreidebrennereien gekennzeichnet dadurch, daß durch alleinigen Zusatz des Enzymkomplexes zusammen mit den Rohkornenzymen eine Hydrolyse aller für die Vergärung zu Ethanol geeigneten Getreidepolysaccharide stattfindet.
- 2. Anwendung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dieser Enzymkomplex im drucklosen Stärkeaufschlußverfahren mit Roggen und/oder Weizen eingesetzt werden kann .
- 3. Anwendung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß auch geschädigtes Getreide (Katalse-Werte 4 40 ml 0_/g Getreide) mit gleichem Erfolg verarbeitet werden kann.
- 4. Anwendung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß über die Verzuckerung hinaus eine wesentliche Viskosität serniedr igung der Maische eintritt.
- 5. Anwendung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Herstellung eines geeigneten Enzymkomplexes ein Stamm Penicillium janthinellum bzw. seiner daraus natürlich entstehenden oder künstlich induzierten genetischen Varianten Verwendung findet.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29612243U1 (de) * | 1996-07-13 | 1996-09-05 | Preussag Anlagenbau Gmbh, 30625 Hannover | Filterrohr für Brunnen |
| WO2002038786A1 (en) * | 2000-11-10 | 2002-05-16 | Novozymes A/S | Ethanol process |
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1985
- 1985-04-11 DD DD27507185A patent/DD236109A1/de not_active IP Right Cessation
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