Способ получения этанола

Способ получения этанола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам получения этанола. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта за счет интенсификации брожения . Крахмальное молоко пшеницы подвергают гидролизу в 0.5%-ной серной кислоте при давлении 29,6-10-39,2-10 Па в течение 0,5-1,0 ч при температуре 110-140°С, полученный гидролизат нейтрализуют известью до рН 4.2 и с концентрацией сахара от 16,0 до 20.9% добавляют к гидролизату древесины . Субстрат сбраживают при температуре 33-34 С в течение 8-10 ч в присутствии прессованных дрожжей Saccharomyces cerevlslae раса 14 в концентрации 20 г/л. Полученную бражку по известной технологии подвергают перегонке и ректификации. 3 табл. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMVlTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ <КНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C) (л) с

О фь. (21) 4754938/13 (22) 18.09.89 (46) 07.01.92. Бюл, N- 1 (71) Научно-производственное объединение

"Гидролиэпроми (72) Н.И. Монахова, Г,И. Леонтьева, Д.Д, Савельев, Л.С. Кольцова, Т.А, Лаврентьева, Л.И. Кузнецова и Л.И. Бородянский (53) 663.52(088.8) (56) Технология спирта./Под ред. В.А. Маринченко и В.А. Смирнова. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 252—

270.

Там же, с 231-238.

Интенсификация биосинтеза дрожжевой биомассы в бродильных производствах.

Обзорная информация. Вып. 4. — M., ЦНИИТЭИпищепром, 1984, с. 1. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТАНОЛА

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам получения этанола.

Известен способ получения этанола из мелассы — отхода свеклосахарного производства, при котором для переработки мелассы используются дрожжи. При двухпродуктовом производстве спирта .и хлебопекарных дрожжей применяется усовершенствованный однопоточный метод сбраживания мелассы, который позволяет. получить выход этилового спирта 66,5 дал/т условного крахмала при длительности анаэробного сбраживания сусла с PB 16-17;(, 16-18 ч(1).

Недостатком данного способа является использование дорогостояще о сырья, замедленный процесс сбраживания мелассы спиртовыми дрожжами гидролизного производства.

„„. Ж „„1703694 А1 (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам получения этанола. Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта за счет интенсификации брожения. Крахмальное молоко пшеницы подвертают тидролиау в 0.5Р-нои серной кислоте при давлении 29,6 10 — 39,2-10 Па в течение

0.5 — 1,0 ч при температуре 110-140 С, полученный гидролизат нейтрализуют известью до рН 4,2 и с концентрацией сахара от

16,0 до 20,97ь добавляют к гидролизату древесины. Субстрат сбраживают при температуре 33 — 34 С в течение 8-10 ч в присутствии прессованных дрожжей Saccharomyces

cerevlslae раса 14 в концентрации 20 г/л.

Полученйую бражку по известной технологии подвергают перегонке и ректификации.

3 табл.

Известен способ получения этанола из крахмалсодержащего растительного сырья — картофельного крахмала. Основой технологии является извлечение сахара из сырья путем инверсии. 8 результате инверсии из крахмала картофеля получают глюкозу, которая сбраживается дрожжами на спирт. Из полученной бражки, содержащей до 12 спирта, его выделяют методом ректификации. Крахмал картофеля легко поддается инверсииЬ).

Недостатком способа является то, что в качестве сырья используется пищевой продукт.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения этанола из гидролизата древесины.

Гидролиэ древесины разбавленными минеральными кислотами вклю<ает: гидролиз древесины в гидролизаппаратах 0,5%-ным

1703694

55 растворам серн и кислоты при темпера1урах около 180 С, охлаждение полученного раствора сахара (гидролизата) самоиспарением, под(отовку гидролизата к сбраживанию путем нейтрализации серной кислоты, осветления и охлаждения до 40 С, сбраживлние сусла спир ообразующими дрожжаи, ректификацию бражки, содержащей

1,0-1,5 об. ь спирта, для выделения и очистки спирта от примесей131.

Однако способ получения зтанола иэ гидролизатов древесины является энергоемким, так как спирт извлекается из бражки с низкой концентрацией.

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта за счет интенсификации брожения, Поставленная цель достигается тем, что при предлагаемом способе в гидролизат древесины добавляют 1,5 — 2,0 об. гидролизата крахмального молока пшеницы с концентрацией сахара 16,0-20,9ь с послед;, ощим сбраживанием полученного субстрата.

Способ осуществляют следующим образом.

Гидролиз крахмального молока пшеницы проводят в гидролиэаппарате емкостью

20 дм по следующему режиму: на загрузку подается 8 дм крахмального молока, 30 мл конц. Н2504 и воды до объема 10 дм . Гид3 ролиз крахмального молока пшеницы осуществляют в 0,5ь-ной серной кислоте при давлении 29,6 10 -39,2 ° 10 Па в течение

4 4

0,5-1,0 ч при 110 — 140 С. Конечная кислотность раствора составляет 0,5 HgS04.

В течение 1 ч проводят прогрев до давления 29,6 ° 10 -39,2 10 Па, затем в течение

4 4

30 мин — 1,0 ч при том же давлении осуществляют варку при 110 — 140 С. Выгрузка готового гидролизата крахмального молока проходит за 15 мин.

Полученный гидролиэат крахмального молока после нейтрализации известью до рН 4,2 используют в качестве добавки к гидролизату древесины в концентрациях 1,52,0 об. с концентрацией сахара

16,0 — 20,9, Подготовленные субстраты сбраживают дрожжами Saccharomyces с vlslae раса 14 в концентрации 20 г/л прессованных дрожжей. Сбраживание проводят в периодических и непрерывных условиях в течение 8-10 ч при 33-34 С, Сброженную бражку подвергают перегонке и ректификации.

Выбор процента добавки крахмального молока к гидролизату древесины обусловлен тем, что увеличение или уменьшение добавки крахмального молока уменьшает выход спирта.

Крах 1зльное мслоко пшеницы представляет собой побочный продукт производс1 ва при получении пшеничного белкOBoro хлеба для диабетиков. Крахмальное молоко — зто белая с серым оттенком. оседающая суспензия, без постороннего запаха, массовая доля сухих веществ в которой не менее 15ь, кислотность не более 3,5 .

Данные влияHèÿ режима гидролиза на концентрацию сахара представлены в табл. 1.

Максимальная концентрация сахара в растворе определяет интенсификацию процесса брожения и, соответственно, влияет на выход конечного продукта.

Количество добавляемой концентрированной HzS04 должно соответствовать обьему гидролизуемого крахмального молока, чтобы конечная концентрация в растворе после добавления кислоты соответствовала

0,5% Нз504.

Пример 1. Крахмальное молоко пшеницы гидролизуют в 0.5%-ной серной кислоте при 39,2 10 Па и 140 С в течение 30 мин, гидролиэат нейтрализуют известью до рН

4,2, гидролизат крахмального молока пшеницы с концентрацией сахара 167 добавляют к гидролизату древесины с количестве

1,5 об. ф, вносят прессованные дрожжи

Saccharomyces cerevlsiae раса 14 в концентрации 20 г/л и сбраживают при 33 С в течение 10 ч. Сброженную бражку подвергают по известной технологии перегонке и ректифика ции.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, только гидролиз крахмального молока пшеницы осуществляют при 29,6 10 Па 110 С в течение 1 ч, добавляют гидролиэат крахмального молока пшеницы с концентрацией сахара 20,9 в количестве 2,0 об. .

Данные влияния количества добавляемого гидролиэата крахмального молока пшеницы на выход спирта представлены в табл. 2, а на интенсивность брожения — в табл. 3.

Максимальный выход спирта получен при добавлении 1,5-2,0 об. гидролизата крахмального молока пшеницы к гидролизату древесины и составляет 108,5 от контроля или 55,8-55,9 л спирта со 100 кг сбраживаемых PB. Увеличение добавки гидролизата крахмального молока пшеницы к гидролизату древесины до 5 об. приводит к снижению выхода спирта на 1,3 абс., что связано с неполным выбраживанием сахаров за 8 — 10 ч. При уменьшении добавки гидролизата крахмального молока пшеницы до

0,5 об. (, выход спирта остается на уровне контроля.

1703694 счет интенсификации брожения, перед сбраживанием к гидролизату древесины добавляют 1,5-2,0 об,$ гидролизата крахмального молока пшеницы с концентрацией

5 сахара 16,0-20,9%, причем гидролиз крахмального молока пшеницы осуществляют в

0,5 -ной серной кислоте при давлении 29,6 10 -39,2 10 Па в течение 0,5-1,0 ч при 1101400С, Предлагаемый способ позволяет повысить в -ixog спирта.

Формула изобретения

Способ получения этанола путем сбраживания гидролизата древесины с последующей перегонкой бражки и ректификацией, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта за

Режим гидролиза под да влением

t C

Время, мин

Давление, х10 Па

16,2

29,4

133

Таблица2

5,0

50,4.

98,7,0

Варианты опытных варок

2,8 л молока + 7,6 л воды +

+ 0,052 конц. Н SO

8 л молока 4- 0,042 л конц.Н SO

12 л молока + 0,060 л конц. Н SO

12 л молока + 0,030л конц. Н SO

2 8 л молока + 7 6 л воды +

+ 0,052 л конц. Н SO

9,8

24,5

29,4

19,6

29,4

49

29,4

39,2

29,4

« «« °

105 30

126 30

133 - 30

120 30

133 30

151 30

133 30

143 30

133 30

Та блица 1

Концентрация сахара в растворе (в пересчете на исход ный объем молока), ь

15,8

17,6

20,0

16,2

18,2

14,6

18 9

19,8

10 5

1703694

Таблица 3

Субстрат

Гидролизат древесины с

РВ 2,77Ъ 0

4,0 6,0 7,0 I,14

51,7

1,2

55,8

6,9 7,2

7,2

1,2

1,0 3,5

1,1 3,6 7,0 7,25 . 7,25

1,22 55,7

Составитель Л.Пашинина

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 41 Тираж ПОд11иСнОЕ

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-иэда ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Гидролиэат древесины +

+ 1,5 об.Ф гидролиэата крахмального молока

Гидролизат древесины +

+ 2 об.Ф гидролизата крахмального молока

Количество внделившейсв СО, г/л, при времени c,ò начала опыта, и

2 4 6 8 10

Концентрач в спирта в бражке,Ф

Выход спирта от

Рвоьц <