Техусловия обработки сусла с применением жидких препаратов

 

В 2004 году ОАО «Спиртовый комбинат» (г.Мариинск Кемеровской обл.) перешел на переработку высококонцентрированного сусла. Комбинат получал материал по разработанным техническим условиям непрерывного разваривания, вакуумосахаривания и периодического брожения. На комбинате разработали программу производственного контроля, где нашли отражение важные направления деятельности — проведение необходимых лабораторных исследований и испытаний компонентов, используемых в производстве.

При каких условиях можно получить высококонцентрированное сусло

 жидких препаратов Следует отметить, что в 1970-1975 годах Мичуринский спиртзавод работал с возвратом из дрожжевого цеха отхода — жидкой фракции — взамен 10-15% производственной воды, поступающей в смеситель. Концентрацию сусла поддерживали в обычных пределах (16-18% СВ). В этих условиях для предотвращения интенсивного износа и истирания варочной аппаратуры, трубопроводов, насосов наличие песка в полупродукте исключают, и рН замеса не должен быть ниже 5,0-5,5.

По схеме, принятой на спиртовом комбинате, получают высококонцентрированное сусло с содержанием сухих веществ от 20 до 23%. Основным дрожжевым сырьем для получения сусла высокой концентрации служит пшеница. На стадии осахаривания используют два высокоактивных ферментных препарата — Амилосубтилина Гх и Глюкаваморина Гх, вырабатываемых в ферментном цехе комбината. В этих условиях последрожжевым фугатом заменяют до 25-30% воды, подающейся на приготовление замеса.

При каких специально созданных условиях получают жидкие ферментные препарата

Жидкие ферментные препараты в виде культуральной жидкости получают по технологии, разработанной во ВНИИПБТ: Амилосубтилин Гх — по ТУ 18-3-15-85, Глюкаваморин Гх — по ТУ 9291-272-00008064-99.

Готовые ферментные препараты имеют следующие показатели активностей: Амилосубтилин Гх — амилолитическая АС (по ГОСТ 20264.4-89) — 200-300 ед./ см3, Глюкаваморин Гх — глюкоамилазная ГлС (по ГОСТ 20264.4-89) — 450 ед./см3.

Кроме глюкоамилазы, в препарате так же имеются ферменты: альфа-амилаза — до 14,0 ед. АС/см3, протеаза — до 4,0 ед. ПС/см3 по ГОСТ 20264.4-89, а также обнаружены бета-глюканаза — 500 ед./3 — ГлА/см3 и ксиланаза — до 200 ед. КсилА/см3.

Наличие такого комплекса ферментных препаратов позволяет проводить глубокий сложнонаправленный гидролиз крахмала и некрахмалистых углеводов в осахаривателе, а затем и при доосахаривании в бродильном чане с получением высококачественного сусла, бражки и спирта.

При каких условиях осуществляют переработку при суточной производительности

О жидких препаратов При суточной производительности по спирту до 5000 дал работу осуществляют следующим образом. Пшеницу после очистки от посторонних примесей измельчают на мо лотковых дробилках ДДМ-5. Качество измельчения определяют по проходу частиц через сито 1 мм, который дол жен составлять не менее 80-85%, остаток частиц на сите с диаметром отверстий 2,5 мм не допускают более 1%. Фугат получают в процессе производства смеси кормовой дрожжевой (СКД+) в дрожжевом цехе, после сгущения дрожжевой суспензии на сепараторах, в соответствии с разработанной ВНИИПБТ технологией. Дробину, предварительно отделенную на виброситах, разбирают совхозы на корм скоту. Фугат после первой ступени сепарации утилизируют в спиртовом производстве, а после второй ступени полностью отправляют на повторное использование в дрожжевом производстве. Высококачественный кормопродукт СКД+, вырабатываемый в количестве 20-22 т в сутки, отпускают совхозам и частным владельцам скота. Барду перекачивают в бардоразборник и также реализуют на корм скоту.

Фугат, поступающий в спиртовой цех, характеризуют следующие показатели: рН — 2,8-3,0; кислотность — 0,35-0,38, содержание сухих веществ -3,2-3,6%.

Температурные условия процесса переработки

Температура замеса после нагрева паром в первой контактной головке составляет 75-80С, после второй — 120-130С. В двухступенчатом ва­рочном аппарате осуществляют непре­рывное разваривание при температуре 138-144 С и продолжительности 40-45 мин. Разваренную массу выдувают в паросепаратор-выдерживатель объемом 15 м3, где она охлаждается до 105-108 С, затем, проходя через испаритель­ную камеру, масса охлаждается под вакуумом до 61-62 С и поступает в осахариватель объемом 15 м3.

В осахаривателе массу смешивают с жидкими ферментными препаратами, которые дозируют из расходных сбор­ников пневматическими дозаторами. Продолжительность приготовления сусла в осахаривателе при температуре 58-59С и интенсивном перемешива­нии циркуляционным насосом М-100 производительностью до 100 м3/ч со­ставляет 15-20 минут.

При каких условиях выращивают дрожжи

При работе с производительностью по спирту 5 000 дал/сутки средние ак­тивности жидких ферментов составили: по ГлС — 560 ед./см3, по АС — 230 ед./ см3.

Концентрация сусла в осахаривателе поддерживается в пределах от 20 до23%СВ; рН составляет от 5,0 до 5,4; кислотность — от 0,18 до 0,2; окрашива­ние фильтрата сусла по йодной пробе в основном — светло-коричневое.

Готовое сусло из осахаривателя насосом М-100 перекачивается через теплообменник, где охлаждается до температуры складки 23-24С, в бро­дильное отделение.

В настоящее время применяют периодический способ брожения при температуре 30-34 С с использовани­ем дрожжей Saccharomyces cerevisiae Y-1986. Дрожжи выращивают пери­одическим способом с добавлением минерального питания — карбамида в дозе 0,5-0,58 кг/м3 сусла в дрожжанках (12 шт.) объемом по 14,6 м3 каждая.

Готовые дрожжи периодически по­дают в бродильные чаны объемом по 160 м3 (29 шт. + 1 передаточный чан). Расход дрожжей по объему сусла в чане составляет до 8%.

Показатели готовых дрожжей: кислотность — 0,7, рН от3,6 до3,8, количество дрожжевых клеток — не менее 120 млн/см3.

При продолжительности брожения 60-64 ч процесс сбраживания кон­центрированного пшеничного сусла в чанах характеризуется следующими показателями: видимая плотность (отброд) зре­лой бражки — от 0,9 до 1,0 %; концентрация бродящей массы по заливу- 20,0-21,0% СВ (концентрация сусла в  осахаривателе  — 22,0-23 % СВ); кислотность: начальная (по зали­ву) — 0,2-0,22, конечная — 0,4-0,42; содержание растворимых углево­дов — от 0,2 до 0,27 г/100 см3; •  нерастворимый крахмал – от 0,015 до 0,018 г/см3; •  крепость спирта в зрелой бражке —  от 10,0 до 10,8 % объемных.

Средние показатели и условия повышения производительности

Средние показатели работы спир­тового цеха комбината за февраль 2005 года при выработке до 5 000 дал спирта в сутки: сырье — пшеница крахмалистостью 54,3%, влажностью 12-14,5%, сорностью 1-3%; выход спирта из 1т сырья — 36,6 дал; расход фугата — 30-35 % от объ­ема, заливаемого в чан.

Расход ферментных препаратов: Амилосубтилина Гх — 2,08 ед. АС/г ус­ловного крахмала, Глюкаваморина Гх —  8,1 ед. ГлС/г условного крахмала. Концентрация сусла в осахарива­теле -21,0%. Показатели зрелой бражки: • содержание растворимых несброженных углеводов — 0,25 г/100 см3;

нерастворимый крахмал — 0,016г/100 см3; крепость спирта  — 10,3 % объ­емных.

Перекачиваемую в дрожжевой цех послеспиртовую барду характеризо­вали следующие показатели: содержание сухих веществ -4,0-5,0 % СВ; кислотность -0,38-0,43; рН- 4,5-4,6.

Условия соответствия ГОСТу получаемого спирта

Об условиях обработки На комбинате при использовании 5-колонной брагоректификационной установки получают ректификованный спирт «Экстра» и «Люкс», которые по химическим и органолептическим показателям соответсвуют ГОСТ Р 51652-2000. Количество примесей в зрелой бражке крепостью 10%, по данным газохроматографического анализа, при работе с высокой концентрацией сусла до 20,0-21,0% СВ и возврате в спиртовое производство до 30-35% последрожжевого фугата объемных составило: ацетальдегид — 55,082 мг/см3; метилацетат -33,019 мг/см3; этилацетат- 164,91 мг/см3; метанол -0,013395 мг/см3; 1 -пропанол — 625,73 мг/см3; изобутанол — 549,75 мг/см3; 1-бутанол- 39,131 мг/см3; изоаминол — 6161,3 мг/см3. О высоком качестве ректифико­ванного спирта, вырабатываемого на комбинате (сорта «Экстра», «Люкс»), свидетельствуют данные хроматографического анализа проб на приборе Кристалл 2000М. Содержание трудно-выводимых примесей составило: метанола —  от 0,0008 до 0,001 мг/см3; 2-пропанола — от 0,9 до 1,2 мг/ см3.

С.И. Громов, ведущий научный сотрудник, ГНУВНИИПБТРАСХН, Н.А. Порохова, кандидат технических наук, главный технолог, ОАО «Спиртовый комбинат»,