Применение ферментов при производстве этилового спирта

Технология производства этилового спирта состоит из следующих последовательных стадий: подготовка крахмалсодержащего сырья, разваривание крахмалсодержащего сырья, осахаривание разваренной массы, приготовление дрожжей, сбраживание осахаренного сусла, выделение спирта из бражки и его ретификация (очистка от примесей). Технологическая схема производства спирта из зерна и картофеля приведена на рис. 2.

Очистка картофеля (от примесей, камней, соломы и т. д.) происходит на гидравлическом транспортере, по которому с помощью воды его подают в производство. Затем сырье моют в картофелемоечных машинах, измельчают на молотковых дробилках или в картофелетерках. Разваривание крахмалсодержащего сырья подготовливает сырье к воздействию амилолитических ферментов путем разрушения клеточной структуры и растворения крахмала при высокой температуре. Разваривание осуществляют при непосредственном введении в сырье водяного насыщенного (острого) пара под давлением не менее 0,4−0,6 МПа. Этот процесс называется также водно-тепловой обработкой сырья.

Полное растворение крахмала достигается при температуре 130−160 °С в зависимости от происхождения сырья. Небольшая его часть разрушается до продуктов распада крахмала: декстринов, мальтозы, глюкозы. Другие вещества зерна и картофеля также претерпевают различные изменения. На качестве спирта отрицательно сказывается разрушение пектиновых веществ, идущее с образованием метилового спирта, термический распад сахаров — с образованием оксиметилфурфурола и фурфурола. Концентрация этих примесей нормируется в готовом продукте. В настоящее время процесс разваривания проводят следующими способами: периодическим, полунепрерывным, непрерывным. При наиболее распространенном непрерывном разваривании замес или картофельная каша подогревается сначала вторичным, затем острым паром до температуры разваривания и выдерживается при этой температуре, продвигаясь по варочным аппаратам.

Осахаривание разваренной массы заключается в обработке охлажденной разваренной массы осахаривающими материалами (солодовым молоком или ферментными препаратами). Основной и наиболее важный процесс при осахаривании — ферментативный гидролиз крахмала до сбраживаемых сахаров, поэтому процесс и называют осахариванием.

Сначала разваренную массу охлаждают до 57−61 °С (в зависимости от выработанного вида осахаривающего материала и способа осахаривания), затем смешивают с осахаривающим материалом. Собственно осахаривание проводят периодическим или непрерывным способом. Полученный в результате полупродукт — сусло спиртового производства — имеет массовую долю СВ 16−18%, в том числе 13−15% сбраживаемых сахаров. До температуры брожения (18−22 °С) осахаренное сусло охлаждают в теплообменниках или с помощью вакуума. 9].