Способ сбраживания крахмалсодержащей среды для получения ацетона, бутанола и этанола

(19 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТ ОТНРЫТИЯ ИЯ ЗОБРЕТ ПИС ИДЕТЕЛЬСТВУ ОРСКОМ 1-13 Бюл кий т,С. Теоизвод58, с. о СССР1968.ацетоноМ.: Пищеел пологитва,266. ку отб т еляя в неиферментовета от к рахмала,выдерживаие затора0 мин.о количест д.АСна 1 г я в заторе, в водят разжиже в течение 15- ение требуемо ется ускоревыхода растсод тел и п0-7 пр иготов аваихс пос чив е ку из стой 7-28(21) 4624298 (22) 21.12.8 (46) 07. 11.9 (71) Воронеж институт (72) Н;А.Жер О.С.Корнеева и А.Е,Епифан (53) 663,532 (56) Авторск У 240408, клЛаготкин И бутилового п промиздат, 1 Изобретение относится к микробиологической промышлечности и может быть использовано в ацетонобутиловом производстве.Целью изобретения являние процесса и повышениеворителей.Способ осуществляют следующим образом.Крахмалсодержащеесырье (затор) подают в варочные колонны для разваривания и стерилизации, в выдерживателе затор охлаждают от 115-150 С до 70-75 С, затем охлаждают до темпе ратуры сбраживания, вводят в среду бактерии С 1 озгЫцш асеТоЪцу 11 сцш и проводят анаэробное брожение, По 51)5 С 12 Р 7/00 7/06(54). СПОСОБ СБРАЖИВАНИЯ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТОНА,БУТАНОЛА И ЭТАНОЛА(57) Изобретение относится к микробиологической промышленности и можетбыть использовано в ацетонобутиловомпроизводстве. Целью изобретения является ускорение процесса и повышение выхода растворителей. Перед сбраживанием крахмалсодержащего сырьяанаэробными бактериями С 1 озг.гЫ 1 цшасеТоЪц 1 У 11 сцш производят его разжижение рециркулируемой бражкой, содержащей активные амилолитическиеферменты, в количестве, соответствующем 1,0-1,5 ед. АС на 1 г крахмала, содержащегося в среде, при 70-75 Св течение 15-20 мин. 1 табл,енин 24 ч брожения бр предварительно опред ность амилолитическихт в количестве из рао 1,5 ежащегос а культуры бактерии для рожения состоит из ряда ельных брожений все увел бъемов затора. Разведени ачинают. с посева спорами и со спорами аппарата ч ы (АЧК) на 10 л. Через 2 ения содержимое АЧК перешой инокулятор (ЙИН) на 3500 л затора.Чистую культуру вводят в затор попути его следования из холодильникав ферментатор емкостью 200 м затора,в начале загрузки последнего. Первыйферментатор (активатор), через который непрерывно проходит сбраживаемаясреда, находится в состоянии интенсивного брожения. Брожение в активаторе ведется до наступления в вем вто"рой фазы брожения, о которой судят. по перелому кривой кислотности, За- .грузка батареи заключается в непрерывной подаче свежего затора в активатор до полной загрузки всех ферментаторов, составляющих батарею, Заторпо пути прохождения по батарее подвергается сбраживанию. Процесс ведется стерильно, оптимальную температуру поддерживают во все время брожеония от 35 до 37 С. О конце брожениясудят по газовыделению.В результате брожения получается 5бражка, в которой содержатся растворители, органические кислоты и сухиевещества, состоящие из несброженныхуглеводов, белков, бактерий, крометого, бражка содержит растворенные вжидкости газы брожения - углекислыйи водород, Для выделения из бражкирастворителей и отделения их друг отдруга бражку подвергают перегонке иректификации на аппаратах непрерывного действия,Разжижение сбраживаемых крахмалсодержащих сред путем частичной рециркуляции бражки позволяет вестипроцесс в стерильных условиях, не тре40буя на это дополнительных ферментныхпрепаратов. Амилолитические ферменты,содержащиеся в 24-часовой бражке,способствуют разжижению оклейстеризованной массы, снижая вязкость сбраживаемой среды, которая является одним45из лимитирующих факторов интенсивности ацетонобутилового брожения.Кроме того, внесение в среду амилолитических ферментов способствуетболее быстрому гидролизу крахмала ивовлечению продуктовгидролиза в процесс брожения, что ведет к интенсивному и более глубокому сбраживаниюуглеводов бактериями С 1. асеоЬцу 1 сиш. В результате уменьшаетсяколичество несброженного сахара иувеличивается выход растворителей,Кроме того, в опытах с предварительным разжижением сбраживаемых сред путем рециркуляции бражки к 54 часуброжения накопление растворителейпрактически заканчивается, За последующие 18 ч(к 72 часу) содержаниерастворителей в среде увеличиваетсянезначительно, на 0,20-0,25 г/л,т.е. остается практически постоянным, что указывает на сокращениесрока брожения,При рециркуляции бражки в количестве, соответствующем 1,0-1,5 ед, АСна 1 г крахмала, в сбраживаемую среду в начале брожения вносится около0,05 вес.% бутанола и 0,015 вес. ацетона, что не сказывается отрицательно на процессе брожения.При проведении предварительногоразжижения сбраживаемых сред внесение бражки в количестве 2,5 к объему среды, соответствующем 0,5 ед.АС на 1 г крахмала, приводит к незначительному увеличению выхода растворителей. Мало отличаются и времяброжения, и количество несброженногосахара.Увеличение количества рециркулируемой бражки до 10 ., что соответствует 2,0 ед. АС на 1 г крахмала среды, экономически нецелесообразно, таккак это не приводит к эффективномуснижению вязкости среды и увеличению выхода растворителей. Показателиброжения оказались близкими в случаевнесения бражки в количестве, соответствующем 1,0-1,5 и 2,0 ед. АСна. 1 г крахмала,Разжижение среды необходимо проводить при температуре 70-75 С, прикоторой наблюдается максимальная разжижающая способность амилаэ С 1, асеоЬиту 1 сцш. При температуре нижео70 С разжижение сбраживаемых средпод действием амилаз идет менее интенсивно, а при температуре 80 Сопроисходит термическая инактивацияамилаз, в результате чего не происходит снижения вязкости среды.Оптимальное время разжижения15-20 мин. Сокращение времени до10 мин недостаточно для декстринизации крахмала и, следовательно, снижения его вязкости. Увеличение временидо 25 мин не приводит к дальнейшемуразжижению сбраживаемой среды.П р и м е р 1, В развареннуюи простерилизованную мучную среду,содержащую 4,8 крахмала, вносят16048 24-часовую бражку с активностью амилазы 100 ед. на 100 мл бражки в количестве 57 к объему среды, что соответствует 1 ед. АС на 1 г крахмала.Разжижение мучной среды проводят при 70 С в течение 15 мин, после чего среду охлаждают до 35 С, вносято в нее 5 Е к объему среды чистой культуры бактерий С 1, асеСоЬцу 1 сцш из инокулятора и проводят анаэробное брожение известным способом. По истечении 24 ч часть бражки отбирают для разжижения сырья, В ходе броже. ния определяют содержание растворителей в сбраживаемой среде и количество несброженных углеводов.Результаты представлены в таблице.П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, только вводят бражку в сырье из расчета 1,5 ед. АС на 1 г крахмала, разжижение проводят при 75 С в течение20 мин.Из данных таблицы следует, что предварительное разжижение сбраживаемых сред рециркулируемой бражкой в количестве, соответствующем 1,0 - 1,5 ед. АС на 1 г крахмала, содержащегося в среде, при температуре 70 75 С в течение 15-20 мин позволяет снизить, вязкость сбраживаемой среды 10 15 20 30 ыход растворителей, гlл Способ Время рав"аикениямин олнчествовоеннойанки,АС наг крахравны ия, С рааваренной массы, Ацетон кения,ный сама гl100 см утанол Этанол Суе Лредлгаемый 18,98 19,02 19,12 17,78 17,82 1,О 1,5 1,2 20 05 15 2 О 25 0,59 0,5 Э 0,55 0,8 О 1, 1 О 5,6 Э 5,60 564 4,98 520 11,90 12,06 12, 12 1 1,4 О 11, 10 0,50 0,42 0,43 0,78 0,69 1,45 1,З 7 1,36 1,40 1,52 75 7 З ВО . 65 54 56 Прото 94 10,78 1,3 0,6 66 Составитель Л.ПашининаТехред Л Олийнык Коррек Редактор АШандор И,Эрдей Заказ 343 ВНИИПИ Го ираж 4 Подписн 1 о изобретениям и открытням при ГКНТ С- 35, Раушская наб д. 4/5 оизводственно-издательский комбина сударственного комитет 113035, Москва, 52 бпочти в 2 раза. В результате происходит более быстрый гидролиз крахмалаи вовлечение продуктов гидролиза впроцесс брожения, что способствуетинтенсивному и более глубокому сбраживанию углеводов бактериями С 1. асейоЬцТу 1 з.сцш, а это, в свою очередь,приводит к сокращению количестванесброженных углеводов в конце брожения, увеличению выхода растворителей примерно на 2 г/л, в частности,бутилового спирта на 122, а такжесокращению срока брожения на 2 чпо сравнению с прототипом. Формула изобретения Способ сбраживания крахмалсодержащей среды для получения ацетона, бутанола и этанола путем введения бактерий С 1 озгЫэ.цш асеоЬцйу 1 з.сцш и анаэробного брожения крахмалсодержащего сырья, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса и повышения выхода растворителей, по истечении 24 ч брожения отбирают бражку, содержащую активные амилолитические ферменты, и разжижают ею крахмалсодержащее. сырье при температуре 70-75 С в течение 15-20 мин из расчета 1,0-1,5 ед. АС на 1 г крахмала. Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101