Способ производства этилового спирта

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭТИЛОВОГО СПИРТА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(72) Авторы Хлиманков Дмитрий Валерьевич Тананайко Татьяна Михайловна Пушкарь Александр Александрович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научнопрактический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(56)101240296 , 2008.101280323 , 2008.96/13600 1. ТАНАНАЙКО Т.М. и др. Современные технологии сельскохозяйственного производства МатериалыМеждународной научно-практической конференции. Гродно, 2008. - С. 476.01/02535 2.2008/129283 1.1693053 1, 1991.82624 2, 2008. САВИЧ А.Н. и др. Совершенствование технологий и оборудования пищевых производств Сборник докладовМеждународной научно-практической конференции. - Минск, 2007. Ч. 1. - С. 310-313.(57) Способ производства этилового спирта, при котором сахарную свеклу моют, измельчают до размера частиц не более 3 мм, смешивают с водой в соотношении 2,0(0,8-1,5),полученную массу нагревают до температуры 40-70 , вносят ферментные препараты пектолитического действия в количестве 0,3-5,0 ед. ПкС/г сахарной свеклы и/или целлюлазного действия в количестве 0,6-5,0 ед. ЦлА/г сахарной свеклы и проводят гидролиз при активном перемешивании массы при рН 4,0-7,0 в течение 25-40 минут, затем массу нагревают до температуры 75-90 и выдерживают в течение 20-90 минут, полученное сусло охлаждают до температуры брожения 22-30 , вносят культуру производственных дрожжей, сбраживают в течение 37-48 часов и осуществляют перегонку зрелой бражки с получением этилового спирта. Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству этилового спирта, который может быть использован в других отраслях народного хозяйства. Известен способ производства этилового спирта из сахарной свеклы, представляющий собой комплексную переработку сахарной свеклы на сахар и этиловый спирт. Изобретение относится к упрощению технологической схемы получения готового продукта - сахара, обеспечивающего в то же самое время высокое его качество и получение этилового спирта и побочных летучих продуктов, а также позволяет сократить издержки производства. Комплексный метод обработки сахарной свеклы включает две стадии получения сока 15888 1 2012.06.30 сахарной свеклы путем кристаллизации. Сироп второго оттока кристаллизованный направляется на установку, посредством которой получают этиловый спирт. Полученный этиловый спирт используется как топливо для кочегарок или может быть абсолютизирован с увеличением доли этилового спирта до 98-99 , который в смеси с бензином или бензолом и другими добавками может быть использован как присадка для моторного топлива 1. Недостатком способа является то, что проводится комплексная переработка сахарной свеклы с получением двух продуктов - сахар и этиловый спирт, для реализации которой необходимо задействовать большое количество оборудования, а также получается незначительное количество этилового спирта в связи с использованием только отходов сахарного производства. Известен способ получения этилового спирта из сахарной свеклы, включающий очистку и мойку клубней сахарной свеклы, смешивание сахарной свеклы с водой, тепловую обработку по двум способам без предварительного спуска сока из сахарной свеклы и с предварительным спуском сока из свеклы до окончания варки. По первому способу свеклу загружают в разварник, пускают пар и 30 минут варят массу без давления, затем поднимают давление в течение одного часа до давления 2 атм(120 С) и при этом давлении выдерживают 15 минут. По этому способу получают клейкие малоподвижные растворы. По второму способу свеклу загружают в разварник, пускают пар до давления 1 атм(100 С) и при этом давлении выдерживают 10 минут, затем выдувают свекловичный сок из разварника в заторный чан. После чего впускают пар в разварник, поднимают медленно давление до 2 атм (120 С) и при этой температуре выдерживают 40 минут, затем выдувают образовавшийся свекловичный сок в заторный чан. После удаления из разварника всего сахара набирают быстро в нем давление до 4 атм (142 С) и варят 45-75 минут для разварки самого корня свеклы. При этом способе получаются более подвижные растворы. Из полученного свекловичного сусла отбирают часть сусла на стадию приготовления производственных дрожжей с последующим их внесением в охлажденное оставшееся сусло, а основное количество поступает на брожение. Из сбродившего сусла получают этиловый спирт и барду 2. Недостатком данного способа является разваривание сахарной свеклы, которое происходит при повышенных температурах (100-140 С), что приводит к высоким топливноэнергетическим затратам, что влияет на себестоимость этилового спирта. А также при этих температурах происходит потеря сахаров в связи с процессом карамелизации и оксиметилфурфурольного разложения, что приводит к уменьшению выхода готового продукта. Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является способ производства этилового спирта из топинамбура 3 (прототип), предусматривающий измельчение, смешивание с водой, приготовление из него замеса, добавление соли сульфата кальция и мультиэнзимной композиции из ферментов протеолитического действия в количестве 3,5-4,0 ед. ПС/1 г сырья и цитолитического действия в количестве 0,2-0,5 ед. ОЦС/1 г сырья. Полученный замес гидролизуют в течение 4-5 часов с получением неосветленного сусла, которое затем разделяют на сусло и твердый остаток. Твердый остаток используют для производства пектинопродуктов, а осветленное сусло охлаждают,асептируют и сбраживуют в течение 24-36 часов. Полученную бражку разделяют на жидкую и густую фракции, из которых густую используют для производства дрожжей, а жидкую перегоняют с получением этанола. К недостаткам известного способа следует отнести большое количество времени, необходимого для гидролиза сырья (4-5 часов), а также очень сложный технологический процесс из-за получения двух видов готовых продуктов. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является интенсификация процесса производства спирта, снижение его себестоимости, оптимизация технологического процесса с одновременным увеличением выхода готового продукта. 2 15888 1 2012.06.30 Это достигается тем, что способ производства этилового спирта, при котором сахарную свеклу моют, измельчают до размера частиц не более 3 мм, смешивают с водой в соотношении 2,0(0,8-1,5), полученную массу нагревают до температуры 40-70 С, вносят ферментные препараты пектолитического действия в количестве 0,3-5,0 ед. ПкС/г сахарной свеклы и/или целлюлазного действия в количестве 0,6-5,0 ед. ЦлА/г сахарной свеклы и проводят гидролиз при активном перемешивании массы при 4,0-7,0 в течение 25-40 минут,затем массу нагревают до температуры 75-90 С и выдерживают в течение 20-90 минут,полученное сусло охлаждают до температуры брожения 22-30 С, вносят культуру производственных дрожжей, сбраживают в течение 37-48 часов и осуществляют перегонку зрелой бражки с получением этилового спирта. Способ реализуется следующим образом. Подготовленное сырье - свеклу - моют и измельчают до размеров частиц не более 3 мм. Затем смешивают с водой в соотношении 2,0(0,8-1,5), далее свекловичная масса поступает в смеситель, где проводят нагрев массы до 40-70 С путем подачи на приготовление свекловичной массы теплой воды или непосредственным подогревом (рубашка, тены и т.д.) примассы 4,0-7,0. Далее подают через дозатор ферментные препараты пектолитического действия в количестве 0,3-5,0 ед. ПкС/г сахарной свеклы и/или целлюлазного действия в количестве 0,6-5,0 ед. ЦлА/г сахарной свеклы и проводят гидролиз при активном перемешивании массы, осуществляемом механической мешалкой и/или рециркуляцией с помощью насоса (или другими устройствами, обеспечивающими активное перемешивание массы), при 4,0-7,0 в течение 25-40 минут. Затем массу нагревают до температуры 75-90 С и выдерживают в течение 20-90 минут. Полученное сусло охлаждают до температуры брожения 22-30 С, вносят культуру производственных дрожжей, сбраживают в течение 37-48 часов и осуществляют перегонку зрелой бражки с получением этилового спирта. Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения. Пример 1 Подготовленное сырье измельчают. Измельченную сахарную свеклу смешивают с водой в соотношении 2,00,8, полученная свекловичная масса поступает в смеситель, в котором ее нагревают до 55 С, вносят ферментные препараты пектолитического действия Пектинексв количестве 0,3 ед. ПкС/г сахарной свеклы и целлюлазного действия Целлюкласт 1,5 Л в количестве 0,6 ед. ЦлА/г сахарной свеклы и проводят гидролиз при активном перемешивании массы при 5,0 в течение 40 минут при постоянном перемешивании, осуществляемом механической мешалкой и/или рециркуляцией с помощью насоса (или другими устройствами, обеспечивающими активное перемешивание массы). Затем свекловичную массу нагревают до температуры 90 С и при этой температуре при постоянном перемешивании массу выдерживают в течение 60 минут. Полученное сусло охлаждают до температуры брожения 30 С и направляют на брожение, вносят культуру производственных дрожжей, сбраживают в течение 48 часов. Осуществляют перегонку зрелой бражки и получают этиловый спирт. Пример 2 Подготовленное сырье измельчают. Измельченную сахарную свеклу смешивают с водой в соотношении 2,01,0, полученная свекловичная масса поступает в смеситель, в котором ее нагревают до 60 С, вносят ферментные препараты пектолитического действия Пектинексв количестве 2,0 ед. ПкС/г сахарной свеклы и проводят гидролиз при активном перемешивании массы при 5,5 в течение 35 минут при постоянном перемешивании, осуществляемом механической мешалкой и/или рециркуляцией с помощью насоса (или другими устройствами, обеспечивающими активное перемешивание массы). Затем свекловичную массу нагревают до температуры 85 С и при этой температуре при постоянном перемешивании массу выдерживают в течение 70 минут. 3 15888 1 2012.06.30 Полученное сусло охлаждают до температуры брожения 28 С и направляют на брожение, вносят культуру производственных дрожжей, сбраживают в течение 45 часов. Осуществляют перегонку зрелой бражки и получают этиловый спирт. Пример 3. Подготовленное сырье измельчают. Измельченную сахарную свеклу смешивают с водой в соотношении 2,01,3, полученная свекловичная масса поступает в смеситель, в котором ее нагревают до 65 С, вносят ферментные препараты целлюлазного действия Целловиридин Г 20 х в количестве 1,5 ед. ЦлА/г сахарной свеклы и проводят гидролиз при активном перемешивании массы при 6,0 в течение 30 минут при постоянном перемешивании, осуществляемом механической мешалкой и/или рециркуляцией с помощью насоса (или другими устройствами, обеспечивающими активное перемешивание массы). Затем свекловичную массу нагревают до температуры 80 С и при этой температуре при постоянном перемешивании массу выдерживают в течение 75 минут. Полученное сусло охлаждают до температуры брожения 26 С и направляют на брожение, вносят культуру производственных дрожжей, сбраживают в течение 46 часов. Осуществляют перегонку зрелой бражки и получают этиловый спирт. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс производства спирта, уменьшить энергопотребление, увеличить выход готового продукта и снизить его себестоимость. Источники информации 1. Патент 00/70072, МПК 12 7/06, 7/08,12 3/08,13 3/00, опубл. 23.11.2000. 2. Фукс А.А. Технология спиртового производства. - М. Пищепромиздат, 1951. С. 367-376. 3. Патент РФ 2301832, МПК 12 7/06 // Бюл.18. - 27.06.2007. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4