RU2425884C2 - Ethyl alcohol production method - Google Patents
Ethyl alcohol production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425884C2 RU2425884C2 RU2009116110/13A RU2009116110A RU2425884C2 RU 2425884 C2 RU2425884 C2 RU 2425884C2 RU 2009116110/13 A RU2009116110/13 A RU 2009116110/13A RU 2009116110 A RU2009116110 A RU 2009116110A RU 2425884 C2 RU2425884 C2 RU 2425884C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grain
- temperature
- water
- yeast
- wort
- Prior art date
Links
Images
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
Description
Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к способам производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья.The invention relates to the alcohol industry, and in particular to methods for the production of ethyl alcohol from starch-containing raw materials.
Известен способ производства этилового спирта [Регламент производства спирта из крахмалистого сырья, М., 1979, ч.1, с.27-51], предусматривающий измельчение крахмалсодержащего сырья, смешивание его с водой и приготовление водной суспензии, тепловую обработку суспензии, а именно предварительный ее нагрев при 40-45°С и высокотемпературное разваривание при 135-150°С и давлении 0,6 МПа в течение 40-60 минут, охлаждение и осахаривание полученной массы ферментными препаратами, охлаждение и сбраживание сусла, перегонку образующейся бражки.A known method for the production of ethyl alcohol [the Rules for the production of alcohol from starchy raw materials, M., 1979, part 1, p.27-51], providing for the grinding of starch-containing raw materials, mixing it with water and preparing an aqueous suspension, heat treatment of the suspension, namely preliminary its heating at 40-45 ° C and high-temperature boiling at 135-150 ° C and a pressure of 0.6 MPa for 40-60 minutes, cooling and saccharification of the resulting mass by enzyme preparations, cooling and fermentation of the wort, distillation of the resulting mash.
К недостаткам данного способа относятся высокие теплозатраты на нагрев затора, длительность процесса сбраживания, большой расход дорогостоящих ферментных препаратов.The disadvantages of this method include the high heat consumption for heating the mash, the duration of the fermentation process, the high consumption of expensive enzyme preparations.
Из уровня техники известен способ производства этилового спирта [Патент RU 2138555], предусматривающий измельчение зерна, смешивание измельченного зерна с водой и ферментным препаратом и предварительное разжижение замеса при температуре 40-45°С. Потом замес нагревают до 60-65°С и проводят последующее диспергирование водной суспензии крахмалсодержащего сырья в роторно-пульсационном аппарате. Далее полученную массу нагревают до 80-90°С и выдерживают при данной температуре в течение 20-30 минут для пастеризации. Затем проводят осахаривание массы, сбраживание сусла в течение 72 часов и перегонку бражки.The prior art method for the production of ethyl alcohol [Patent RU 2138555], which includes grinding grain, mixing the crushed grain with water and an enzyme preparation and preliminary liquefaction of the batch at a temperature of 40-45 ° C. Then the batch is heated to 60-65 ° C and the subsequent dispersion of an aqueous suspension of starch-containing raw materials is carried out in a rotary pulsation apparatus. Next, the resulting mass is heated to 80-90 ° C and maintained at this temperature for 20-30 minutes for pasteurization. Then the saccharification of the mass is carried out, the wort is fermented for 72 hours and the mash is distilled.
Недостатками данного способа являются высокие энерго- и теплозатраты, связанные с необходимостью измельчения зерна и подогревом замеса для его водно-тепловой обработки и пастеризации, большой расход дорогостоящих ферментных препаратов разжижающего действия, длительность процесса сбраживания.The disadvantages of this method are the high energy and heat costs associated with the need to grind the grain and heat the kneading for its water-heat treatment and pasteurization, high consumption of expensive enzyme preparations of a liquefying effect, the duration of the fermentation process.
Наиболее близким аналогом является патент RU 2221872. Способ предусматривает ИК-обработку зерна при плотности лучистого потока 22-24 кВт/м2 в течение 25-35 сек с нагревом его до температуры 130-145°С. Затем горячее зерно с температурой 130-145°С смешивают с водой, осуществляя охлаждение замеса до температуры 65-70°С. Далее замес диспергируют в роторно-пульсационном аппарате. Диспергированный замес пастеризуют при температуре 80-90°С в течение 10-15 мин. Затем проводят осахаривание массы, полученное сусло сбраживают в течение 40-48 ч и перегоняют. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс, снизить энерго- и теплозатраты и себестоимость спирта.The closest analogue is the patent RU 2221872. The method involves infrared processing of grain at a density of radiant flux of 22-24 kW / m 2 for 25-35 seconds with heating to a temperature of 130-145 ° C. Then, hot grain with a temperature of 130-145 ° C is mixed with water, cooling the batch to a temperature of 65-70 ° C. Next, the batch is dispersed in a rotary pulsation apparatus. The dispersed batch is pasteurized at a temperature of 80-90 ° C for 10-15 minutes. Then saccharification of the mass is carried out, the resulting wort is fermented for 40-48 hours and distilled. The invention allows to intensify the process, reduce energy and heat consumption and the cost of alcohol.
Недостатки данного способа состоят в том, что ПК-обработка является очень энергоемким процессом (большее 100 кВт на 1 т зерна), поэтому ее применение затрудняет внедрение ресурсосберегающей технологии. При ИК-обработке происходит нагрев зерна до 130°С, при этом инактивируются собственные ферменты зерна. Особенно это важно при переработке ржи по низкотемпературной обработке (+60°С). После приготовления замеса его водно-тепловая обработка происходит при 90°С.The disadvantages of this method are that PC processing is a very energy-intensive process (more than 100 kW per 1 ton of grain), therefore, its use makes it difficult to introduce resource-saving technology. During IR processing, the grain is heated to 130 ° C, while its own enzymes of the grain are inactivated. This is especially important when processing rye for low-temperature processing (+ 60 ° C). After the preparation of the batch, its water-heat treatment occurs at 90 ° C.
Технический результат: способ позволяет снизить металлоемкость производства спирта, сократить потребление тепла, снизить потребление охлаждающей воды.Technical result: the method allows to reduce the metal consumption of alcohol production, reduce heat consumption, reduce the consumption of cooling water.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что способ производства этилового спирта, характеризующийся очисткой зерна от металлических и сорных примесей с последующей его мойкой, а также выделением из массы зерна примесей, отличающихся от него гидродинамическими свойствами, последующим озонированием воды, водно-тепловой, ферментативной обработкой сырья с целью получения осахаренного сусла, которое затем сбраживают, отличается тем, что после удаления макропримесей очищенное зерно моют и обрабатывают озоном, затем производят замачивание зерна до уровня увлажнения 37-39%, затем производят гидроизмельчение зерна и последующий замес с использованием ферментных препаратов: α-амилазы и глюкоамилазы, далее производят водно-тепловую и ферментативную обработку зерна при температуре 60-62°С в пределах 3 часов, а полученное сусло сбраживают при температуре 28-30°С в течение 60-66 часов.The claimed technical result is achieved due to the fact that the method of production of ethyl alcohol, characterized by cleaning grain from metal and debris, followed by washing, as well as the allocation of impurities from the grain mass that differ from it by hydrodynamic properties, subsequent ozonation of water, thermal, enzymatic the processing of raw materials in order to obtain a saccharified wort, which is then fermented, is characterized in that after the removal of macroimpurities, the cleaned grain is washed and treated with ozone, then grain is soaked to a moisture level of 37-39%, then grain is grinded and then kneaded using enzyme preparations: α-amylase and glucoamylase, then water-heat and enzymatic treatment of grain is carried out at a temperature of 60-62 ° C for 3 hours, and the resulting wort is fermented at a temperature of 28-30 ° C for 60-66 hours.
Кроме того, мойку зерна осуществляют холодной водой, причем зерно после мойки подают в емкость для озонирования, туда же направляют озонированную воду в соотношении 1:1, и ведут обработку 10-15 мин при температуре не выше 15-20°С, далее обеззараженное зерно подают в аппарат гидротермической обработки, причем одновременно в него через расходомер направляют воду с температурой 60°С и гидротермическую обработку замеса проводят в течение 1 часа.In addition, the grain is washed with cold water, and the grain after washing is fed into an ozonation tank, ozonated water is sent there in a ratio of 1: 1, and treatment is carried out for 10-15 minutes at a temperature of no higher than 15-20 ° C, then disinfected grain fed into the apparatus of hydrothermal treatment, and at the same time water with a temperature of 60 ° C is sent to it through the flow meter and the hydrothermal processing of the batch is carried out for 1 hour.
Кроме того, водно-тепловую и ферментативную обработку сырья и гидродинамическое воздействие на него ведут при пониженной температуре с целью получения осахаренного сусла, причем замес из активного смесителя подают в основной смеситель, где его перемешивают 40 мин при температуре 60°С при помощи мешалки, а также циркуляционного контура, оснащенного роторно-пульсационным аппаратом, далее полученную гомогенизированную массу насосом непрерывно подают в аппарат гидродинамической и ферментативной обработки первой ступени, из которого массу самотеком направляют в такой же аппарат второй ступени обработки, причем продолжительность нахождения массы в аппаратах гидроферментативной обработки выдерживают в пределах 3 часов.In addition, water-thermal and enzymatic processing of raw materials and hydrodynamic effects on it are carried out at a reduced temperature in order to obtain saccharified wort, and the batch from the active mixer is fed into the main mixer, where it is stirred for 40 minutes at a temperature of 60 ° C using a mixer, and also a circulation circuit equipped with a rotary pulsation apparatus, then the resulting homogenized mass is pumped continuously to the hydrodynamic and enzymatic processing apparatus of the first stage, from which the mass gravity is directed to the same apparatus of the second processing stage, and the duration of the mass in the hydroenzymatic processing apparatus is kept within 3 hours.
Кроме того, полученное осахаренное сусло насосом направляют на охлаждение до температуры складки в спиральный теплообменник и затем подают в бродильное отделение, причем для подготовки дрожжей используют сусло из осахаривателя, которое периодически отбирают в маточник и дрожжанки, где его и пастеризуют, а готовые производственные дрожжи подают по отдельному трубопроводу в бродильный чан. Кроме того, продолжительность пребывания замеса в активном смесителе составляет 15-20 мин при температуре 60°С. Кроме того, внесение дрожжей осуществляют одновременно с подачей сусла примерно с равной скоростью.In addition, the obtained saccharified wort is pumped to cooling to a fold temperature in a spiral heat exchanger and then fed to the fermentation department, and for the preparation of yeast, wort from the saccharifier is used, which is periodically taken to the mother liquor and yeast, where it is pasteurized, and the finished production yeast is served through a separate pipeline to the fermentation tank. In addition, the residence time of the batch in the active mixer is 15-20 minutes at a temperature of 60 ° C. In addition, the introduction of yeast is carried out simultaneously with the supply of wort at approximately the same speed.
В заявленном способе за счет обеззараживания зерна дальнейшая водно-тепловая обработка протекает при 60-65°С, т.е. при той же температуре, что и осахаривание. Это позволяет совместить эти процессы, тем самым снизить металлоемкость технологии, сократить потребление тепла на 40%, снизить потребление охлаждающей воды на 50%.In the inventive method, due to grain disinfection, further water-heat treatment proceeds at 60-65 ° C, i.e. at the same temperature as saccharification. This allows you to combine these processes, thereby reducing the metal consumption of the technology, reduce heat consumption by 40%, reduce the consumption of cooling water by 50%.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг.1 показана принципиальная схема подготовки зерна, водно-тепловой обработки замеса и сбраживания сусла, где 1 - нория; 2 - магнитный сепаратор; 3 - зерноочистительный сепаратор; 4 - камнеотборник; 5 - бункер зерна; 6 - нория; 7 - весы; 8 - подвесовой бункер; 9 - мойка зерна; 10 - емкость для озонирования зерна; 11 - установка для озонирования воды; 12 - винтовой насос; 13 - аппарат гидротермической обработки; 14 - сборник жидкой фазы; 15 - шлюзовой затвор; 16 - активный смеситель; 17 - роторно-пульсационный агрегат РПА-50С-СД; 18 - смеситель; 19 - роторно пульсационный агрегат РПА-30С-СД; 20 - насос центробежный; 21 - аппарат гидродинамической и ферментативной обработки первой ступени (ГДФО-I); 22 - аппарат гидродинамической и ферментативной обработки второй ступени (ГДФО-II); 23 - насос; 24 - спиральный теплообменник.Figure 1 shows a schematic diagram of the preparation of grain, water-heat treatment of kneading and fermentation of wort, where 1 is noriya; 2 - magnetic separator; 3 - grain cleaning separator; 4 - stone sampler; 5 - grain hopper; 6 - noriya; 7 - scales; 8 - suspension hopper; 9 - grain washing; 10 - capacity for ozonation of grain; 11 - installation for ozonation of water; 12 - screw pump; 13 - apparatus for hydrothermal treatment; 14 - a collection of liquid phases; 15 - a lock lock; 16 - active mixer; 17 - rotary pulsation unit RPA-50S-SD; 18 - mixer; 19 - rotary pulsation unit RPA-30S-SD; 20 - centrifugal pump; 21 - apparatus for hydrodynamic and enzymatic treatment of the first stage (GDFO-I); 22 - apparatus of hydrodynamic and enzymatic processing of the second stage (GDFO-II); 23 - pump; 24 - spiral heat exchanger.
На Фиг.2 показана технологическая схема дрожжегенерации и сбраживания осахаренного сусла, где 25 - маточник; 26 - дрожжанка; 27 - расходная емкость для серной кислоты; 28 - насос для перекачки дрожжей; 29 - бродильный чан; 30 - насос; 31 - передаточный сборник; 32 - насос перекачки бражки; 33 - спиртоловушка; 34 - сборник водно-спиртовой жидкости.Figure 2 shows the technological scheme of yeast generation and fermentation of saccharified wort, where 25 is the mother liquor; 26 - yeast; 27 - consumable capacity for sulfuric acid; 28 - pump for pumping yeast; 29 - fermentation tank; 30 - pump; 31 - transmission collection; 32 - pump pumping mash; 33 - alcohol trap; 34 - a collection of water-alcohol liquid.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Поскольку при получении спирта на основе классических традиций основным сырьем является рожь, переработанная с добавлением 10-20% других зерновых культур - пшеницы, ячменя и др., то для повышения качества спирта целесообразно исключить переработку дефектного сырья, что приводит к значительному ухудшению технологических показателей процесса брожения и к усилению образования побочных продуктов брожения: высших спиртов, альдегидов и органических кислот, ухудшающих органолептические показатели спирта.Since the main raw material in the production of alcohol based on classical traditions is rye processed with the addition of 10-20% of other grain crops - wheat, barley, etc., it is advisable to exclude the processing of defective raw materials to improve the quality of the alcohol, which leads to a significant deterioration in the process performance fermentation and to enhance the formation of by-products of fermentation: higher alcohols, aldehydes and organic acids, which worsen the organoleptic characteristics of alcohol.
Используемая в технологическом процессе рожь должна иметь влажность не более 14%, быть в здоровом состоянии, иметь цвет и запах, свойственные нормальному зерну ржи, без затхлого, солодового, плесневого и других посторонних запахов.The rye used in the technological process should have a moisture content of not more than 14%, be in a healthy condition, have the color and smell characteristic of a normal rye grain, without musty, malt, mold and other extraneous odors.
Сначала зерно очищают от металлических и сорных примесей и направляют в моечную машину, обеспечивающую очистку зерна от пыли и микроорганизмов, а также выделение из массы зерна примесей, отличающихся от него гидродинамическими свойствами. При этом происходит дифференцированное распределение влаги между оболочкой и эндоспермом зерна, что приводит к повышению эффективности режимов последующих этапов гидротермической обработки и измельчения, снижению энергозатрат процессов и улучшению качества замеса. Мойку зерна осуществляют холодной водой, во избежание потерь крахмала. Учитывая, что при переработке замесов по «мягким» режимам возникает опасность дальнейшего инфицирования технологического процесса за счет жизнеспособных вегетативных клеток и спор микроорганизмов, наряду с мойкой зерна проводят дополнительное его обеззараживание озоном. С этой целью зерно после мойки подают в емкость для озонирования, туда же направляют озонированную воду в соотношении 1:1. Продолжительность обработки составляет 10-15 мин при температуре не выше 15-20°С. Озонирование воды проводят в установке для озонирования, в состав которой входит генератор озона, осушитель воздуха, деструктор остаточного озона, насос инжектирования, инжектор. Вода перед подачей в емкость под давлением не менее 3 атм поступает на инжекторы, обеспечивающие высокоэффективное введение озона в воду. Производительность установки по озону - 20 г/ч при расходе воды 5 м3/ч (при этом доза озона составит 4 г/м3 воды или 2 г/м3 воды с зерном, максимальная концентрация растворенного озона составляет 0,8-1 г/м3).First, the grain is cleaned of metal and weedy impurities and sent to a washer, which ensures the cleaning of grain from dust and microorganisms, as well as the separation of impurities from the grain mass that differ from it by hydrodynamic properties. In this case, a differentiated distribution of moisture occurs between the shell and the endosperm of the grain, which leads to an increase in the efficiency of the regimes of the subsequent stages of hydrothermal processing and grinding, a decrease in the energy consumption of the processes, and an improvement in the quality of the batch. The grain is washed with cold water to avoid starch loss. Considering that when processing batches according to “soft” modes, there is a danger of further infection of the technological process due to viable vegetative cells and spores of microorganisms, along with washing the grain, it is additionally decontaminated with ozone. For this purpose, the grain is washed after washing in an ozonation tank, and ozonated water is sent there in a ratio of 1: 1. The processing time is 10-15 minutes at a temperature not exceeding 15-20 ° C. Ozonation of water is carried out in an installation for ozonation, which includes an ozone generator, an air dryer, a residual ozone destructor, an injection pump, an injector. Water before being fed into the tank under a pressure of at least 3 atm goes to the injectors, which provide highly efficient introduction of ozone into the water. The plant’s ozone productivity is 20 g / h at a water flow rate of 5 m 3 / h (in this case, the ozone dose will be 4 g / m 3 of water or 2 g / m 3 of water with grain, the maximum concentration of dissolved ozone is 0.8-1 g / m 3 ).
Принцип работы установки озонирования следующий: воду из водопровода инжекторным насосом подают на вход узла инжекции, где ее смешивают с поступающим из озонатора воздухом, и вводят в нижнюю часть колонны, насыщая воду озоном. Газовая фаза с остаточным озоном проходит сквозь водно-зерновую смесь, отделяется в верхней части емкости от воды и удаляется из помещения принудительной вытяжной вентиляцией. Озонатор работает на подготовленном воздухе (осушенном до точки росы - 40-50°С), который поступает из автоматического двухмодульного осушителя. Для безопасной эксплуатации озонового оборудования система озонирования включает систему газоотделения и термокаталитический деструктор, предназначенный для полного разложения остаточного газообразного озона.The principle of operation of the ozonation unit is as follows: the water from the water supply pipe is injected into the injection unit by the injection pump, where it is mixed with the air coming from the ozonizer, and introduced into the lower part of the column, saturating the water with ozone. The gas phase with residual ozone passes through the water-grain mixture, is separated in the upper part of the tank from the water and is removed from the premises by forced exhaust ventilation. The ozonizer works in prepared air (drained to the dew point - 40-50 ° C), which comes from an automatic two-module dryer. For the safe operation of ozone equipment, the ozonation system includes a gas separation system and a thermocatalytic destructor designed to completely decompose the residual gaseous ozone.
Обеззараженное зерно из емкости подают шнековым насосом в аппарат гидротермической обработки. Одновременно в него через расходомер направляют воду с температурой 60°С. Гидротермическую обработку замеса проводят в течение 1 ч. Далее осуществляется водно-тепловая и ферментативная обработка сырья и гидродинамическое воздействие на него при пониженной температуре с целью получения осахаренного сусла. Из аппарата гидротермической обработки через шлюзовой затвор зерно непрерывно поступает на механокавитационное гидроизмельчение в активный смеситель, оснащенный перемешивающим устройством и циркуляционным контуром с агрегатом РПА-30С. В активном смесителе происходит первая стадия измельчения зерна при помощи роторно-пульсационного аппарата РПА-30С.Disinfected grain from the tank is fed by a screw pump into the hydrothermal treatment apparatus. At the same time, water with a temperature of 60 ° C is directed through it through a flow meter. Hydrothermal processing of the batch is carried out for 1 hour. Next, water-thermal and enzymatic processing of the raw material and hydrodynamic treatment of it at a reduced temperature are carried out in order to obtain a saccharified wort. From the hydrothermal treatment apparatus, through a lock gate, the grain is continuously supplied for mechanical cavitation grinding in an active mixer equipped with a mixing device and a circulation circuit with RPA-30S unit. In the active mixer, the first stage of grain grinding occurs using the RPA-30C rotary-pulsation apparatus.
Для разжижения и гидролиза крахмала зерна в смеситель вводят растворы ферментных препаратов: α-амилазу из расчета 1,5-2,0 ед. АС на 1 г условного крахмала и глюкоамилазу 6,0-6,5 ед. ГлС на 1 г условного крахмала, а также ферментные препараты для гидролиза некрахмалистых полисахаридов. Продолжительность пребывания замеса в активном смесителе составляет 15-20 мин при температуре 60°С.To liquefy and hydrolyze starch of grain, solutions of enzyme preparations are introduced into the mixer: α-amylase at the rate of 1.5-2.0 units. AS per 1 g of conventional starch and glucoamylase 6.0-6.5 units. GLS per 1 g of conditional starch, as well as enzyme preparations for the hydrolysis of non-starch polysaccharides. The duration of the kneading in the active mixer is 15-20 minutes at a temperature of 60 ° C.
Наибольшая проблема на этой стадии возникает при переработке зерна ржи из-за содержащихся в ней пентозанов, гумми-веществ и слизей, которые значительно повышают вязкость замеса уже при гидромодуле 3,5. Это в свою очередь приводит к увеличению энергетических и эксплуатационных затрат процесса. Для получения подвижного и легко перекачиваемого замеса необходимо осуществлять дополнительную гидрокавитационную обработку концентрированной среды. Использование роторно-пульсационных аппаратов, включенных в циркуляционный контур, дает возможность стабильно получать концентрированные среды с высокой текучестью при низком гидромодуле.The greatest problem at this stage arises in the processing of rye grain because of the pentosans, gum substances and mucus contained in it, which significantly increase the viscosity of the batch even with a hydro module of 3.5. This in turn leads to an increase in the energy and operating costs of the process. To obtain a mobile and easily pumped batch it is necessary to carry out additional hydro-cavitation treatment of the concentrated medium. The use of rotary pulsation apparatuses included in the circulation circuit makes it possible to stably obtain concentrated media with high fluidity at a low hydraulic module.
С этой целью замес из активного смесителя подают в основной смеситель, где его перемешивают при помощи мешалки, а также циркуляционного контура, оснащенного роторно-пульсационным аппаратом РПА. Одновременно происходит гомогенизация замеса и повышается содержание растворимых СВ в замесе. Продолжительность обработки замеса в смесителе составляет 40 мин при температуре 60°С. Гидропомол или «мокрое» измельчение зерна исключает необходимость в аспирационных системах, обеспечивает чистоту производства, снижает категорийность участка подготовки зерна.To this end, the batch from the active mixer is fed into the main mixer, where it is mixed with a mixer, as well as a circulation circuit equipped with a RPA rotary-pulsation apparatus. At the same time, the batch is homogenized and the content of soluble CB in the batch is increased. The processing time of the batch in the mixer is 40 minutes at a temperature of 60 ° C. Hydraulic grinding or “wet” grain grinding eliminates the need for suction systems, ensures clean production, and reduces the categorization of the grain preparation area.
Полученную гомогенизированную массу температурой 60-65°С насосом непрерывно подают в аппарат гидродинамической и ферментативной обработки (ГДФО) первой ступени ГДФО-I, из которого масса самотеком направляется в ГДФО-II.The resulting homogenized mass with a temperature of 60-65 ° C is pumped continuously to the hydrodynamic and enzymatic treatment apparatus (GDVO) of the first stage GDVO-I, from which the mass is gravity-fed to GDVO-II.
Продолжительность нахождения массы в аппаратах гидроферментативной обработки составляет около 3 ч. В этот период происходит интенсивная декстринизация и гидролиз крахмала до сбраживаемых дрожжами сахаров. Полученное осахаренное сусло насосом направляется на охлаждение до температуры складки в спиральный теплообменник и затем подается в бродильное отделение.The duration of the mass in the hydroenzymatic processing apparatus is about 3 hours. During this period, intense dextrinization and hydrolysis of starch to fermented sugars occurs. The resulting saccharified wort is pumped to a coiled heat exchanger to cool to a fold temperature and then fed to the fermentation unit.
Далее осуществляется подготовка дрожжей и сбраживание осахаренного сусла. Для подготовки дрожжей используют сусло из осахаривателя, которое периодически отбирают в маточник и дрожжанки. Сусло пастеризуют непосредственно в маточнике и в дрожжанках.Next is the preparation of yeast and fermentation of saccharified wort. To prepare the yeast, wort from the saccharifier is used, which is periodically taken into the mother liquor and yeast. Wort pasteurized directly in the mother liquor and in yeast.
Технология предусматривает сбраживание сусла с помощью дрожжей S. cerevisiae различных рас, разрешенных к применению в спиртовом производстве. Основное требование к дрожжам - это микробиологическая чистота, высокая бродильная активность и способность сбраживать концентрированные среды (осмоустойчивость).The technology involves the fermentation of wort with the help of S. cerevisiae yeast of various races, approved for use in alcohol production. The main requirement for yeast is microbiological purity, high fermentation activity and the ability to ferment concentrated media (osmosis resistance).
Производственные дрожжи готовят на пастеризованном сусле с предварительным подкислением его до значения pH 3,6-3,8. Объем вносимых дрожжей составляет 20% от полезного объема дрожжанки. Дрожжи смешивают с осахаренным суслом при 28-30°С, охлаждают до 22-24°С и оставляют на дрожжегенерацию, поддерживая температуру не более 28-30°С. Продолжительность дрожжегенерации 18-20 ч.Production yeast is prepared on pasteurized wort with its preliminary acidification to a pH of 3.6-3.8. The amount of yeast introduced is 20% of the effective volume of the yeast. Yeast is mixed with saccharified wort at 28-30 ° С, cooled to 22-24 ° С and left for yeast generation, maintaining the temperature no more than 28-30 ° С. The duration of yeast generation is 18-20 hours.
Готовые производственные дрожжи подают по отдельному трубопроводу в бродильный чан. Внесение дрожжей осуществляют одновременно с подачей сусла примерно с равной скоростью, что позволяет уменьшить кислотную инактивацию ферментов сусла. Сбраживание сусла осуществляют периодическим способом. Расход дрожжей составляет 8-10% от объема сусла. В бродильный чан заливают осахаренное сусло до уровня заполнения конической части и затем вносят дрожжи, не прекращая подачи осахаренного сусла. Продолжительность брожения, от начала залива чана до начала перегонки зрелой бражки, составляет 60-70 ч. Температура брожения при использовании дрожжей S. cerevisiae, XII, составляет: при заливе - 22-24°С, при главном брожении 28-30°С, при дображивании 26-28°С.Ready-made yeast is fed via a separate pipeline to the fermentation tank. The introduction of yeast is carried out simultaneously with the supply of wort at approximately the same speed, which reduces the acid inactivation of wort enzymes. Fermentation of the wort is carried out batchwise. The consumption of yeast is 8-10% of the volume of the wort. The saccharified wort is poured into the fermentation tank to the level of filling of the conical part and then yeast is added without stopping the supply of the saccharified wort. The duration of fermentation, from the beginning of the vat of the vat to the beginning of the distillation of the mature mash, is 60-70 hours. The fermentation temperature when using yeast S. cerevisiae, XII, is: during the filling - 22-24 ° С, with the main fermentation 28-30 ° С, when fermenting 26-28 ° C.
При использовании термотолерантных рас дрожжей S. cerevisiae, 985-T, Y-1986, У-717 температура складки составляет 23-28°С, температура главного брожения 33-35°С; допускается повышение температуры до 37°С.When using thermo-tolerant races of the yeast S. cerevisiae, 985-T, Y-1986, U-717, the fold temperature is 23-28 ° С, the main fermentation temperature is 33-35 ° С; temperature increase up to 37 ° С is allowed.
Количество спирта, уносимого из бродильных чанов с углекислым газом, зависит от скорости газа, температуры процесса, крепости зрелой бражки, и в среднем составляет 0,8 процента. Для улавливания паров спирта из бродильных чанов используют спиртоловушки колпачкового типа. Концентрация спирта в промывной воде составляет 1,5-2,0 об.%.The amount of alcohol carried away from the fermentation tanks with carbon dioxide depends on the gas speed, process temperature, strength of the mature mash, and averages 0.8 percent. For trapping alcohol vapors from fermentation tanks, cap-type alcohol traps are used. The alcohol concentration in the wash water is 1.5-2.0 vol.%.
Способ может быть реализован на основе технологического комплекса, устройство которого показано на Фиг.1.The method can be implemented on the basis of a technological complex, the device of which is shown in figure 1.
Зерно норией (1) через магнитный сепаратор (2), зерноочистительный сепаратор (3) и камнеотборник (4) направляют для хранения в промежуточный бункер (5). Из бункера (5) очищенное от магнитных, зерновых и минеральных примесей зерно норией (6) подают через автоматические весы (7) в подвесовой бункер (8), откуда оно равномерно поступает в моечную машину (9). Промытое зерно направляют в емкость для обеззараживания озоном (10), туда же направляют озонированную воду в соотношении 1:1. Продолжительность обработки составляет 10-15 мин при температуре не выше 15°С.Grain noriya (1) through a magnetic separator (2), grain cleaning separator (3) and stone collector (4) is sent for storage in an intermediate hopper (5). From the hopper (5), the grain that has been cleaned of magnetic, grain and mineral impurities by noriya (6) is fed through an automatic balance (7) to the suspension hopper (8), from where it uniformly enters the washer (9). The washed grain is sent to an ozone disinfection tank (10), and ozonated water is sent there in a ratio of 1: 1. The processing time is 10-15 minutes at a temperature not exceeding 15 ° C.
Озонирование воды проводят в установке для озонирования (11).Ozonation of water is carried out in an installation for ozonation (11).
Обеззараженное зерно из емкости (10) подают винтовым насосом (12) в аппарат гидротермической обработки (13). Одновременно в него направляют воду из сборника (14). Подогрев воды в сборнике (14) осуществляют паром. Жидкая фаза равномерно через расходомер поступает в аппарат ГТО (13) с таким расчетом, чтобы концентрация сусла в осахаривателе была 17-22% СВ. Гидротермическую обработку зерна проводят при температуре 60°С в течение 1 ч. Из аппарата гидротермической обработки зерно через шлюзовой затвор (15) поступает на механокавитационное измельчение в активный смеситель (16), оснащенный перемешивающим устройством и рециркуляционным контуром с агрегатом РПА-50С-СД (17). В активном смесителе происходит первая стадия измельчения зерна при помощи роторно-пульсационного аппарата РПА-50С-СД (17). Для разжижения и гидролиза крахмала зерна в активный смеситель (16) вводят растворы ферментных препаратов α-амилазу и глюкоамилазу.The disinfected grain from the tank (10) is fed by a screw pump (12) to the hydrothermal treatment apparatus (13). At the same time, water from the collector (14) is directed into it. Water is heated in the collector (14) by steam. The liquid phase evenly through the flow meter enters the TRP apparatus (13) so that the wort concentration in the saccharifier is 17-22% SW. The hydrothermal treatment of grain is carried out at a temperature of 60 ° C for 1 h. From the hydrothermal processing apparatus, grain is fed through a lock gate (15) to mechanocavitation grinding into an active mixer (16) equipped with a mixing device and a recirculation circuit with RPA-50S-SD unit ( 17). In the active mixer, the first stage of grain grinding occurs using the RPA-50C-SD rotary-pulsation apparatus (17). To liquefy and hydrolyze grain starch, solutions of the enzyme preparations α-amylase and glucoamylase are introduced into the active mixer (16).
Продолжительность пребывания замеса в активном смесителе (16) составляет 15-20 мин. Затем замес подают в смеситель (18), где осуществляют перемешивание замеса при помощи мешалки, а также проводят вторую стадию измельчения сырья при использовании рециркуляционного контура, оснащенного роторно-пульсационным аппаратом РПА (19). РПА обеспечивает дополнительное измельчения зерновой дробины, гомогенизацию замеса и повышает содержание растворимых СВ в замесе. Продолжительность пребывания замеса в смесителе составляет 40 мин. Полученную гомогенизированную массу насосом (20) подают в аппарат гидродинамической и ферментативной обработки первой ступени ГДФО-I (21). Массу перемешивают при помощи мешалки. Продолжительность нахождения массы в аппарате составляет от 1,0 до 1,5 ч при температуре 60-65°С. Из аппарата ГДФО-I (21) масса самотеком поступает в ГДФО-2 (22), также оборудованным перемешивающим устройством. Продолжительность выдержки массы в аппарате ГДФО-2 составляет от 1,0 до 1,5 ч при температуре 60-65°С. Таким образом, в аппаратах ГДФО-1,2 происходит разжижение и осахаривание крахмала. При необходимости температуру массы в ГДФО-2 можно поднять до 90°С.The duration of the kneading in the active mixer (16) is 15-20 minutes. Then the batch is fed into the mixer (18), where the batch is mixed using a mixer, and the second stage of grinding the raw materials is carried out using a recirculation circuit equipped with a RPA rotary-pulsation apparatus (19). RPA provides additional grinding of grain grains, homogenization of the batch and increases the content of soluble CB in the batch. The duration of the batch in the mixer is 40 minutes The resulting homogenized mass is pumped (20) into the hydrodynamic and enzymatic treatment apparatus of the first stage of GDFO-I (21). The mass is mixed with a stirrer. The duration of the mass in the apparatus is from 1.0 to 1.5 hours at a temperature of 60-65 ° C. From the apparatus GDFO-I (21), the mass flows by gravity to GDFO-2 (22), also equipped with a mixing device. The duration of exposure of the mass in the apparatus of the GDFO-2 is from 1.0 to 1.5 hours at a temperature of 60-65 ° C. Thus, in the apparatus of GDFO-1,2, starch is liquefied and saccharified. If necessary, the temperature of the mass in GDFO-2 can be raised to 90 ° C.
Из ГДФО-2 осахаренное сусло насосом (23) подают в спиральный теплообменник (24), где его охлаждают до температуры складки 22-24°С и направляют в бродильное отделение. Процесс дрожжегенерации и сбраживания осахаренного сусла может быть осуществлен с помощью технологии, показанной на Фиг.2. Для подготовки дрожжей используют сусло из ГДФО-2 (22), периодически отбираемое в маточник (25) и дрожжанки (26).From GDFO-2, sugared wort is pumped (23) to a spiral heat exchanger (24), where it is cooled to a fold temperature of 22-24 ° C and sent to the fermentation compartment. The process of yeast generation and fermentation of saccharified wort can be carried out using the technology shown in Figure 2. To prepare the yeast, wort from GDFO-2 (22), periodically taken to the mother liquor (25) and yeast (26), is used.
Сбраживание осахаренного сусла осуществляют в бродильных чанах по периодическому способу (29). Температура сбраживания сусла устанавливается с учетом применяемой расы дрожжей.Fermentation of saccharified wort is carried out in fermentation tanks according to the periodic method (29). The wort fermentation temperature is set according to the yeast race used.
Зрелую бражку через передаточный сборник (31) подают насосом (32) на брагоректификацию.Mature mash through the transfer collector (31) is served by a pump (32) for distillation correction.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009116110/13A RU2425884C2 (en) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Ethyl alcohol production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009116110/13A RU2425884C2 (en) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Ethyl alcohol production method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009116110A RU2009116110A (en) | 2010-11-10 |
| RU2425884C2 true RU2425884C2 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44025621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009116110/13A RU2425884C2 (en) | 2009-04-29 | 2009-04-29 | Ethyl alcohol production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425884C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506312C2 (en) * | 2012-04-16 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Method of producing alcohol |
| RU2809713C1 (en) * | 2023-01-13 | 2023-12-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Method for producing alcohol from grain raw materials |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138555C1 (en) * | 1997-12-05 | 1999-09-27 | Закрытое акционерное общество "Форсат-F" | Ethyl alcohol production process |
| RU2221872C1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-01-20 | Крикунова Людмила Николаевна | Method of ethyl alcohol production |
| RU2315460C1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-01-27 | Закрытое акционерное общество "Московские озонаторы" | Method and complex for ozone treatment of grain, seeds, and rooms |
-
2009
- 2009-04-29 RU RU2009116110/13A patent/RU2425884C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138555C1 (en) * | 1997-12-05 | 1999-09-27 | Закрытое акционерное общество "Форсат-F" | Ethyl alcohol production process |
| RU2221872C1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-01-20 | Крикунова Людмила Николаевна | Method of ethyl alcohol production |
| RU2315460C1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-01-27 | Закрытое акционерное общество "Московские озонаторы" | Method and complex for ozone treatment of grain, seeds, and rooms |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Регламент производства спирта из крахмалистого сырья. - М., 1979, ч.1, с.27-51. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506312C2 (en) * | 2012-04-16 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Method of producing alcohol |
| RU2809713C1 (en) * | 2023-01-13 | 2023-12-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" | Method for producing alcohol from grain raw materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009116110A (en) | 2010-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019154110A1 (en) | Process for producing ethanol fuel by using corn starch as raw material | |
| CN1189566C (en) | Method for producing ethanol by frequent feeding of yeast | |
| CN103243023B (en) | Circulating synchronous straw enzymatic hydrolysis fermentation fuel ethanol reactor and reaction method thereof | |
| CN1661001A (en) | Cluster sprinkling fermentation method for preparing fruit vinegar in liquid and solid states and fermentation equipment | |
| CN110982647A (en) | Making process of pepper wheat refined beer | |
| CN107904129A (en) | A kind of new process using vinasse making vinegar | |
| CN112592799A (en) | Method for double fermentation of vinegar | |
| CN101490236A (en) | A method of producing a mash extract and an apparatus for carrying out such method | |
| CN103992911B (en) | Semi-dry kiwi fruit wine and brewing method thereof | |
| CN102605003B (en) | Method for producing alcohol from potato raw materials | |
| RU86593U1 (en) | TECHNOLOGICAL COMPLEX OF PRODUCTION OF ETHYL ALCOHOL | |
| CN104531777A (en) | Acid-free fermentation method for producing ethyl alcohol with fresh cassava full pulp as raw materials | |
| CN205099656U (en) | Fruity beer production structure | |
| CN101130791B (en) | A device and method for producing alcohol by solid-state fermentation of sweet sorghum stalks | |
| RU2809713C1 (en) | Method for producing alcohol from grain raw materials | |
| CN202730103U (en) | Novel device for producing highly flavored type high-alcohol-content Daqu liquor | |
| CN205099654U (en) | Beer production device | |
| CN109182394B (en) | Method for producing ethanol by using grains as raw materials | |
| RU2009116110A (en) | METHOD FOR PRODUCING ETHYL ALCOHOL | |
| RU2407798C1 (en) | Method of alcohol production | |
| RU2224025C2 (en) | Line for preparing of starch-containing raw material for fermentation | |
| CN105273908A (en) | Preparation method for liquor or feed with corn straw as accessory material | |
| CN221626179U (en) | Edible vinegar degerming cooling device | |
| CN205099655U (en) | Beer brewing equipment | |
| KR101509624B1 (en) | Total nitrogen content of rice black vinegar and a method of manufacturing the superior quality |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170430 |