Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно - способу получения этилового спирта из ржи.

Известен способ получения этилового спирта [Патент RU 2402609. Опубл. 27.10.2010] из зерновой бражки, приготовляемой с применением ферментных препаратов для разжижения и осахаривания полисахаридов зерна, и разрушением зерна в циркуляционном контуре виброкавитационными коллоидными мельницами до частиц размерами 1-50 мкм. В подготовленный заранее раствор разжижающих и осахаривающих ферментов вносят дробно подготовленное зерно с гидромодулем 1:(1,8-3), выдерживают при постоянном перемешивании с температурой 70°С и водородным показателем 4,5, или температурой и водородным показателем, которые отвечают оптимуму для используемых разжижающих ферментов, разжижение проводят в течение 3-4 часов, затем повышают температуру до 75°С, или до значения, которое отвечает оптимуму для используемых осахаривающих ферментов, и проводят осахаривание в течение 1-2 часов при перемешивании; после чего осахаренное сусло сбраживают спиртовыми дрожжами при 30°С в течение 72 ч до получения зрелой бражки и выделяют из бражки спирт брагоректификацией.

Недостатками данного способа являются: длительность процесса; необходимость измельчения сырья до частиц размерами 1-50 мкм и применения ферментных препаратов.

Известен способ получения этилового спирта [Патент RU 2265663. Опубл. 10.12.2005], который включает ИК-обработку зернового сырья, его измельчение молотковой или вальцовой дробилкой, смешивание с водой при гидромодуле 1:(3,5-4), внесение разжижающих, осахаривающих и протеолитических ферментных препаратов и водно-тепловую и роторно-пульсационную обработку при температуре 56-58°С в течение 3-4 часов, охлаждение, получение зрелой бражки и выделение спирта брагоректификацией.

Недостатками данного способа являются: длительность процесса; необходимость применения ферментных препаратов и ИК-обработки сырья.

Известен способ получения этилового спирта [Патент RU 2506312. Опубл. 10.02.2014], предусматривающий смешивание измельченного до размера частиц не более 0,3 мкм зернового сырья с водой в соотношении 1:(2-2,2), внесение разжижающих, осахаривающих и протеолитических ферментных препаратов, выдерживание 30 мин при постоянном перемешивании с температурой 58-60°С и водородным показателем 4,0-4,5, внесение дополнительного осахаривающего ферментного препарата и выдерживание 60 мин, охлаждение, внесение активированных дрожжей и сбраживание с последующим выделением из полученной бражки спирта брагоректификацией.

Недостатками данного способа являются необходимость измельчения зернового сырья до размера частиц не более 0,3 мкм, а также применения ферментных препаратов.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа является способ получения этилового спирта из зернового сырья [Патент RU 2407798. Опубл. 27.12.2010], предусматривающий измельчение зернового сырья до размера частиц не более 0,8 мкм, смешивание с водой при температуре не выше 50°С, добавление ферментных препаратов, содержащих α-амилазу, глюкоамилазу, ксиланазу, целлюлазу и протеазу и последующее выдерживание при той же температуре 30 мин., охлаждение до 30°С и сбраживание спиртовыми дрожжами на протяжении 60 ч, при этом образуется 8,0% спирта, и выделение спирта брагоректификацией.

Недостатками данного способа являются необходимость очень тонкого измельчения зернового сырья (до размера частиц не более 0,8 мкм) и применения ферментных препаратов.

Задачей настоящего изобретения является возможность применения сырья низкого качества, измельченного до среднего размера частиц 160 мкм.

Техническим результатом является применение в качестве сырья ржи низкого качества, измельченной до среднего размера частиц 160 мкм, использование нативных ферментов, что приводит к сопутствующей экономии ресурсов за счет использования нативных ферментов и уменьшения расхода спиртовых дрожжей, получению бражки с 8,8% спирта.

Способ получения спирта включает приготовление замеса, перед чем зерновое сырье измельчают, затем смешивают с водой при постоянной температуре и выдерживают полученный замес при этой температуре в течение определенного времени, после чего охлаждают до температуры 30°С, засевают спиртовыми дрожжами, сбраживают в течение 62 ч и брагоректификацией выделяют из бражки спирт, отличающийся тем, что в качестве зернового сырья используют рожь, которую для приготовления замеса измельчают методом ударно-дезинтеграторно-активаторной (УДА) обработки до среднего размера частиц 160 мкм, с водой смешивают в соотношении 1:3,0 при температуре 60°C, выдерживание проводят в течение 2,5 ч при постоянном перемешивании, затем после охлаждения полученного замеса вносят добавку «Дистилавайт VM» для азотного питания дрожжей в количестве 0,2 г/дм³ сусла, а засевание проводят в количестве 10⁷ дрожжевых клеток в 1 мл сусла.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения спирта из ржи, включающем приготовление замеса, водно-тепловую обработку, сбраживание и выделение спирта из бражки, рожь низкого качества измельчают методом ударно-дезинтеграторно-активаторной обработки, делающим состав сырья и активность его нативных ферментов оптимальными для получения во время приготовления замеса высокого количества сбраживаемых углеводов при сниженном температурно-временном режиме (60°C в течение 2,5 ч), и полученное количество сбраживаемых углеводов позволяет во время брожения получить более 8,0% спирта.

Способ осуществляют следующим образом. Рожь измельчают до среднего размера частиц 160 мкм методом ударно-дезинтеграторно-активаторной (УДА) обработки и смешивают с водой. Соотношение измельченной ржи и воды 1:3. Температура смеси - 60°C. Смесь выдерживают при постоянном перемешивании 2,5 часа, затем охлаждают до (30±1)°C, вносят добавку «Дистилавайт VM» для азотного питания дрожжей в количестве (0,20±0,01) г/дм³, засевают спиртовыми дрожжами в количестве (1,00±0,01) г/дм³, получают бражку при температуре (30±1)°C в течение времени от 60 до 62 ч и выделяют из бражки спирт брагоректификацией.

По сравнению с ближайшим аналогом предлагаемый способ не предполагает использования ферментных препаратов, измельчения сырья до частиц размером менее 100 мкм и позволяет получить на 0,8% больше спирта при брожении с меньшим на 10³ клеток в 1 мл количеством вносимых дрожжей (табл. 1).

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Рожь фуражного качества измельчается дезинтегратором ДЕЗИ-15 с использованием 5-рядных роторов до среднего размера частиц 160 мкм. Измельченное сырье перемешивается с водой температурой (60±1)°С в массовом соотношении 1:3 в течение 2,5 ч. После охлаждения смеси до (30±1)°С вносится добавка для питания дрожжей «Дистилавайт VM» марки «Лаллеман» в количестве 0,2 г/дм³ сусла и сухие спиртовые дрожжи «Термосакк» марки «Лаллеман» в количестве в количестве 10 дрожжевых клеток на 1 мл сусла, предварительно регидратированные в течение 15 мин при температуре 35°С в количестве 10 см³/г дрожжей, получается зрелая бражка в течение 62 ч при температуре 30°С, и из бражки выделяется спирт брагоректификацией.

Пример 2. То же, что в примере 1, но в качестве сырья используется низкопентозановая рожь сорта «Янтарная д157».