Ферментация осахаренного сусла проводится с целью максимального сбраживания сахаров и накопления спирта. Для этого используют одну из трех технологических схем: периодическую, когда технологический процесс от начала и до конца проходит в одном аппарате — бродильном чане; циклическую, совмещающую непрерывное возбраживание и главное брожение с периодическим дображиванием в бродильной батарее; непрерывно-поточную, в которой все стадии спиртовой ферментации разделяются по разным аппаратам.
Длительность брожения зависит от ряда факторов и колеблется в пределах от 26 часов до 20 суток. В зависимости от вида исходного сырья, в бражке образуется 4..8 % вес. этанола и примеси: сложные эфиры, альдегиды, органические кислоты, а также ряд высших спиртов, смесь которых называется сивушным маслом — они существенно влияют на вкус и аромат готового продукта. Содержание метанола и фурфурола строго регламентируется.
В бродильном чане сусло сбраживается под действием ферментов дрожжей. Геометрические размеры бродильных емкостей и их количество выбираются нашим инженером-технологом с учетом организации оптимальных конвективных потоков сусла, продуктивности и способа сбраживания.
Busler Stills изготавливает емкости из нержавеющей стали в форме цилиндра со сферическими или коническими крышкой и днищем. Для охлаждения бродящей массы используем наружный теплообменник. В отдельных случаях поверхность теплообмена может быть спроектирована по всей обечайке емкости или змеевиком, встроенным внутрь аппарата.
Наши бродильные чаны имеют в крышке и в нижней части цилиндрической обечайки люки для удаления углекислого газа, внутреннего осмотра, промывки, очистки и дезинфекции поверхности. Отмывание дрожжевой пены и остатков сырья обеспечивается моющими головками, конструкция которых зависит от применяемого в производстве протокола CIP / SIP.
За течением процесса брожения можно наблюдать через смотровые стекла. Имеющиеся патрубки предназначены для приема сусла, спуска зрелой бражки, промывных вод, отвода углекислого газа и для впуска в чан пара при SIP пропаривании. Во избежание повышения давления внутри емкости и смятия её от образования вакуума после пропаривания, установлен клапан двойного действия (гидравлический затвор).
При задействовании непрерывной схемы сбраживания осахаренного сусла на спирт, увеличивается мощность бродильного цеха на 30% и повышается выход спирта на 0,5 дал из 1 тонны условного крахмала. Продолжительность процесса теоретически не ограничена, но из-за некоторых принципиальных особенностей непрерывной ферментации, мы рекомендуем останавливать и проводить профилактическую стерилизацию бродильных аппаратов.
В спиртовом производстве к дрожжам предъявляют определенные требования. Чтобы сохранить и стабильно воспроизводить в их потомстве нужные для производства характеристики, должны быть созданы и постоянно поддерживаться определенные условия культивирования, прежде всего, температура, рН и состав питательной среды.
Спиртовые дрожжи отлично справляются с задачей сбраживания фруктозы, сахарозы и мальтозы, однако не сбраживают декстрины. Вследствии этого скорость ферментации сусла из крахмалосодержащего сырья зависит от скорости гидролиза последних.
При работе с сухими дрожжами, которые можно вносить непосредственно в сбраживаемую среду, отпадает необходимость в ведении длительного процесса дрожжегенирирования засевных и производственных дрожжей, но следует учесть возможную низкую интенсивность ферментации и значительные потери с несброженными углеводами.
Для увеличения бродильной активности сухих спиртовых дрожжей Busler Stills рекомендует включить в технологический процесс стадию их регидратации / реактивации на различных питательных средах в специальных аппаратах — дрожжанках.
Все существующие подходы по оптимизации спиртового брожения в производстве можно отнести либо к сокращению времени сбраживания, либо к получению повышенного количества спирта в рамках фиксированной длительности ферментативного процесса.
Выход этанола по классической технологии обычно низкий, поскольку концентрация субстрата фиксирована. Ферментация VHG (very high gravity) определяется как метод, использующий сусло с концентрацией сахаров более 250 г/л и содержанием сухих веществ не менее 30%, что приводит к увеличению производительности бродильной емкости, снижению расхода воды и энергии, снижению затрат на дистилляцию, снижению риска бактериального загрязнения и высокому выходу этанола.
Высокая концентрация сахара в сусле усиливает лизис клеток, снижает их жизнеспособность и скорость ферментации. Поэтому Busler Stills использует специально разработанный комплекс ферментных препаратов и питания для усиленного и продолжительного роста дрожжей в присутствии низкого уровня кислорода и осмотического стресса.
Высокая вязкость затора, характерная для VHG субстратов, обычно приводит к трудностям в обрабтке сусла, неполному осахариванию и сбраживанию. Конструкция бродильных емкостей Fermentum специально спроектирована для работы с высоковязкими средами в спиртовом производстве и снижает потери этанола за счет уменьшения несбраживаемых веществ в бражке.
Одними из наиболее перспективных направлений биотехнологии в спиртовом производстве являются разработки прецизионной ферментации, связанные со смешанным культивированием микроорганизмов, созданием генетически измененных штаммов спиртообразующих бактерий, либо использованием иммобилизованных клеток дрожжей и бактерий.
Цель состоит в создании таких штаммов микроорганизмов, которые способны сбраживать несвойственные им сахара или обладают амилолитической активностью. Это особонно важно для совместного осахаривания и фемментации (SFF), а также для «холодных» схем затирания и брожения по принципу «all-in-one».
Этапы прецизионной ферментации включают выбор нужного микроорганизма, его культивирование в питательной среде, рост для производства целевой молекулы, её последующее отделение и очистку, а затем использование полученного продукта в спиртовом производстве.
Наши инженеры доступны для обсуждения Вашего проекта по телефону или электронной почте. Свяжитесь с нами.
+380 (97) 5781 934 (WhatsApp)