การใช้เอนไซม์ในการบด อัลฟ่าอะไมเลสเตรียมสาโทสำหรับการเปลี่ยนน้ำตาลและทำให้บางลง Glucoamylase ดำเนินการเปลี่ยนน้ำตาลโดยตรง เพื่อการผลิตแอลกอฮอล์จากเมล็ดพืชที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และได้ผลผลิตสูงสุดจากการแช่วัตถุดิบแป้ง
เราเขียนเกี่ยวกับ GOS ซึ่งหมายความว่าถึงเวลาเขียนเกี่ยวกับการเปลี่ยนน้ำตาลแบบเย็นแล้ว กำลังเกิดขึ้น กระบวนการนี้โดยไม่มีอุณหภูมิสูงในระหว่างการทำงานของเอนไซม์
ในการดำเนินขั้นตอนการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลแบบเย็น เราจำเป็นต้องมีเอนไซม์สองตัว: อะไมโลซับติลินและกลูคาวาโมริน สิ่งนี้จะเข้ามาแทนที่มอลต์ เอนไซม์ตัวแรกจะสลายโมเลกุลบางส่วน และตัวที่สองจะเปลี่ยนแป้งให้เป็นน้ำตาล การทำแซคคาริฟิเคชันแบบเย็นนั้นง่ายกว่าและราคาถูกกว่ากระบวนการผลิตมอลต์อย่างมาก และผลลัพธ์ก็เหมือนกัน
เอนไซม์เหล่านี้จะถูกเติมลงในวัตถุดิบพร้อมกับน้ำ สิ่งนี้เกิดขึ้นในขั้นตอนการเตรียมส่วนผสม การหมักและการเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาลเกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันและเกือบจะพร้อมกัน
การทำน้ำตาลแบบเย็นมีข้อดีที่ชัดเจน:
- กระบวนการนี้ง่ายมากและดีสำหรับผู้เริ่มต้น
- ไม่จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิที่แน่นอน
- ต้นทุนแรงงานต่ำ
แต่การทำให้เป็นน้ำตาลเย็นก็มีข้อเสียเช่นกัน:
- คุณต้องค้นหาและซื้อเอนไซม์
- เวลาในการหมักเพิ่มขึ้น
- บางคนอ้างว่าเอนไซม์ทิ้งรสที่ค้างอยู่ในคอไว้
- พูดตามตรง เรายังคงแนะนำให้คุณเปลี่ยนน้ำตาลโดยใช้มอลต์
Cold Saccharification เกิดขึ้นได้อย่างไร?
- วัตถุดิบเริ่มต้น (ธัญพืชแป้ง ฯลฯ ) จะถูกเทลงในภาชนะหมักเทน้ำอุ่น 30-35 องศา (3 ลิตรต่อ 1 กิโลกรัม) ลงไปด้วยเอนไซม์ A และ D ก็เทลงไปด้วย (3- 5 กรัม ต่อ 1 กิโลกรัม ) แล้วเติมยีสต์ลงในถังให้เสร็จ ไม่ควรเติมถังเกิน 70% เนื่องจากมีโอกาสเกิดฟองหนักมาก
- ต้องผสมเนื้อหาทั้งหมดของถังและวางไว้ใต้ซีลกันน้ำ
- วางในที่มืดอุณหภูมิ 20-28 องศา
- การหมักจะเริ่มขึ้นอย่างแท้จริงภายในสองชั่วโมงแรก มันจะมาก ใช้งานอยู่ก่อนหลายวันแล้วก็จะค่อยๆ ลดลง กระบวนการหมักนั้นจะใช้เวลายาวนาน: 7-25 วัน
- หากเห็นฟิล์มบางๆ บนพื้นผิว ให้กลั่นส่วนผสมทันที! ฟิล์มเป็นสัญลักษณ์ของความเปรี้ยว
- เมื่อส่วนผสมพร้อมแล้ว ให้นำออกจากตะกอนแล้วกลั่น โดยปกติแล้วหากคุณดำเนินการทำให้เป็นน้ำตาลแบบเย็นการชี้แจงด้วยเบนโทไนต์จะให้ผลต่ำ
ไม่ว่าจะเพิ่มสิ่งอื่นใดในการคลุกเคล้าหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของคุณ การเปลี่ยนให้เป็นน้ำตาลเย็นมักใช้ส่วนผสม เช่น: ยาปฏิชีวนะ (เช่น ด็อกซีไซคลิน) อาหารยีสต์ กรด สารลดฟอง นอกจากนี้สัดส่วนของเอนไซม์ยังขึ้นอยู่กับข้อมูลที่ผู้ผลิตกำหนดอีกด้วย
เราหวังว่าคุณจะพบว่าบทความนี้มีประโยชน์ ขอให้โชคดีกับการเปลี่ยนน้ำตาลแบบเย็น!
แสงจันทร์ข้าวสาลี สามารถทำได้โดยไม่ใช้มอลต์หรือไม่มีก็ได้ อุณหภูมิหยุดชั่วคราวขอบคุณเอนไซม์อัลฟาอะไมเลสและกลูโคอะไมเลส จากประสบการณ์ฉันสามารถพูดได้ว่าผลิตภัณฑ์ที่ชงด้วยวิธีนี้มีลักษณะทางประสาทสัมผัสที่ดีเยี่ยม ในบทความนี้ฉันจะร่าง เทคโนโลยีโดยละเอียดทำแสงจันทร์จาก แป้งสาลีโดยใช้เอนไซม์แซคคาริฟิเคชันแบบเย็น
แสงจันทร์ข้าวสาลีทำจากแป้ง
วัตถุดิบ:- แป้งสาลี, เบี้ยประกันภัย— 3 กก.
- น้ำ - 12 ลิตร
- เอนไซม์ A และ D - ช้อนโต๊ะ
- ยีสต์ขนมปังแบบกด - 100 กรัม
สูตรบดเมล็ดพืชด้วยเอนไซม์วิธีเย็น
สำหรับ การเตรียมเมล็ดพืชบดด้วยเอนไซม์ก่อนอื่นคุณต้องตั้งน้ำร้อนให้อยู่ในสถานะ "ชาอุ่น" เติมเอนไซม์ A และ D หนึ่งช้อนโต๊ะคนให้เข้ากัน จากนั้นค่อย ๆ ใส่แป้งลงไปในขณะที่คนให้เข้ากันเพื่อไม่ให้จับตัวเป็นก้อน สะดวกในการผสมแป้งด้วยเครื่องผสมอาหาร จากนั้นใส่ยีสต์และผสมอีกครั้ง สามารถติดตั้งส่วนผสมได้โดยไม่ต้องมีซีลน้ำ ตราบใดที่อยู่ในที่อบอุ่น ในระหว่างการหมักซึ่งกินเวลาตั้งแต่ 4-5 วันถึงหนึ่งสัปดาห์ ฉันคนส่วนผสมให้เข้ากันหลายครั้งต่อวัน
สำหรับวิธีการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลแบบเย็น ฉันใช้เอนไซม์แห้ง แต่เมื่อใช้เอนไซม์เหลว เทคโนโลยีนี้ให้ผลผลิตต่ำกว่า ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปต่อแป้งหนึ่งกิโลกรัม สำหรับเอนไซม์เหลวต้องใช้วิธีนึ่งแป้งหรือซีเรียล
การกลั่นเมล็ดพืชบด
เมื่อบดดื่มเสร็จแล้วจะต้องระบายออกจากตะกอนอย่างระมัดระวังหากต้องการก็สามารถชี้แจงได้โดยใช้เบนโทไนต์หรือทำให้เย็นลงเหลือ 3-5 องศา การกลั่นเมล็ดพืชบดเริ่มต้นด้วยการเลือกแอลกอฮอล์ดิบตามปกติโดยไม่ต้องแยกเป็นเศษส่วนคุณต้องเลือกมากถึง 2-4% เกือบเป็นศูนย์ สรุปคือได้ 3 กก. แป้ง - แอลกอฮอล์ดิบ 3.3 ลิตร 31% ซึ่งไม่เลวมากสำหรับการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลเย็น
การกลั่นครั้งที่สองเป็นแบบเศษส่วน ฉันเลือกแอลกอฮอล์สัมบูรณ์ประมาณ 7-10% หรือประมาณ 90 มล. ของเศษส่วนส่วนหัวสำหรับธัญพืช ฉันมี "เป้าหมาย" ฉันมักจะเลือกเศษส่วนตรงกลาง (ดื่มได้) มากถึง 80-60% ในสตรีม ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้เครื่องกลั่น แสงจันทร์ข้าวสาลีเจือจางเป็น 40-45% หากจำเป็นคุณสามารถทำความสะอาดด้วยถ่านกัมมันต์
ทำความสะอาดแสงจันทร์ด้วยถ่านหิน
ในการทำความสะอาดแสงจันทร์ด้วยถ่านคุณต้องมี 1 ช้อนโต๊ะ ล. ต่อแสงจันทร์ 1 ลิตรเจือจางแล้วถึงความแรง 40-45% เทถ่านหินลงในแสงจันทร์ผสมให้เข้ากันประมาณ 5-10 นาที ปล่อยทิ้งไว้ 6-12 ชั่วโมงกรองผ่านผ้ากอซ 4 ชั้นก่อนจากนั้นจึงกรองด้วยสำลีหนา ก่อนที่จะชิมแสงจันทร์ควรพักเป็นเวลาหลายวัน แสงจันทร์ข้าวสาลีมีกลิ่นที่เป็นกลางและมีเมล็ดพืชเล็กน้อย ดื่มง่าย และหลังจากการย่างจะมีความเปรี้ยวของวอดก้าเล็กน้อย สินค้าดีสำหรับทิงเจอร์ทำให้สูงส่ง ชิปโอ๊ค. ฉันขอแนะนำให้คุณทำความคุ้นเคยเป็นพิเศษ
เอนไซม์นำมากลั่นเองจากอุตสาหกรรม การใช้งานในอุตสาหกรรมเกิดจากความซับซ้อนที่ลดลงและความเสถียรที่เพิ่มขึ้น กระบวนการทางเทคโนโลยีเร่งกระบวนการผลิตและเพิ่มผลผลิตแอลกอฮอล์เมื่อเทียบกับวิธีดั้งเดิม การใช้การเตรียมเอนไซม์ที่ซับซ้อนเต็มรูปแบบช่วยให้คุณได้รับ จำนวนเงินสูงสุดแอลกอฮอล์จากวัตถุดิบรวมทั้งลดปริมาณส่วนประกอบแปลกปลอมในสาโทซึ่งมีผลเชิงบวกต่อคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของผลิตภัณฑ์กลั่น อุตสาหกรรมสมัยใหม่ใช้การเตรียมเอนไซม์เพื่อทำให้เป็นของเหลวและเป็นน้ำตาลวัตถุดิบ:- Amylosubtilin GZx (AmiloLux, “A”) - ทำให้วัตถุดิบกลายเป็นของเหลวและเตรียมให้พร้อมสำหรับการทำงานของเอนไซม์อื่น ๆ
- Glucavamorin GZx (GlucaLux-A, “G”) - สำหรับกระบวนการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลแป้ง
- CelloLux-A (“C”) - สำหรับการทำให้เป็นน้ำตาลของโพลีแซ็กคาไรด์ที่ไม่ใช่แป้ง (ไซแลน, β-กลูแคน, เซลลูโลส, เพคติน) หรือการเตรียมพวกมันสำหรับการทำงานของเอนไซม์ที่อธิบายไว้ข้างต้น
- Protosubtilin (“ P”) - สำหรับการสลายโปรตีนจากพืชซึ่งนำไปสู่มากขึ้น งานที่ใช้งานอยู่ยีสต์
ปริมาณเอนไซม์ต่างๆ
การคำนวณปริมาณการเตรียมเอนไซม์ทำให้เกิดคำถามมากมาย โดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตหรือผู้ขายจะแสดงรายการกิจกรรมของเอนไซม์แห้งในหน่วยออกฤทธิ์ต่อกรัมของเอนไซม์ นอกจากนี้ยังมีคำแนะนำจากผู้ผลิตเกี่ยวกับปริมาณหน่วยเอนไซม์ที่ออกฤทธิ์ต่อกรัมของสารที่กำลังแปรรูป และขึ้นอยู่กับสิ่งเหล่านั้น กระบวนการจำนวนเอ็นไซม์อาจแตกต่างกันไปจากน้อยไปหามาก การใช้ตัวเลขนี้รวมทั้งการใช้ตารางเกี่ยวกับปริมาณแป้ง โปรตีน และ NPS (โพลีแซ็กคาไรด์ที่ไม่ใช่แป้ง) คุณสามารถคำนวณปริมาณอ้างอิงของเอนไซม์แต่ละตัวต่อวัตถุดิบ 1 กิโลกรัม สูตรคำนวณจำนวนเอนไซม์ต่อกิโลกรัม ของวัตถุดิบมีดังนี้ปริมาณเอนไซม์ (กรัม) = (P*R*10)/A
- P คือเปอร์เซ็นต์ของสารที่กำลังแปรรูป (เช่น แป้ง)
- R - ปริมาณที่แนะนำของหน่วยที่ใช้งานอยู่
- เอ - กิจกรรมของยาในหน่วยต่อกรัม
| วัตถุดิบ | แป้ง | โปรตีน | เซลลูโลส | A-1500 หน่วย/กรัม | G-3000 หน่วย/กรัม | Ts-2000 หน่วย/กรัม | P-120 หน่วย/กรัม |
| ข้าวสาลี | 56 | 16 | 6 | 0,75 | 1,16 | 0,90 | 4,38 |
| ข้าวบาร์เลย์ (ปอกเปลือก) | 49 | 13 | 7 | 0,65 | 1,01 | 1,05 | 3,79 |
| ข้าวโพด | 68 | 7 | 3 | 0,91 | 1,41 | 0,45 | 2,04 |
| ข้าวไรย์ | 50 | 15 | 2 | 0,67 | 1,03 | 0,30 | 4,38 |
| ทริติคาเล | 53 | 13 | 2 | 0,71 | 1,10 | 0,30 | 3,79 |
| ข้าวฟ่าง | 51 | 13 | 8 | 0,68 | 1,05 | 1,20 | 3,79 |
| ข้าวโอ๊ต (ปอกเปลือก) | 37 | 13 | 10 | 0,49 | 0,76 | 1,50 | 3,79 |
| มันฝรั่ง | 18 | 2 | 2 | 0,24 | 0,37 | 0,30 | 0,58 |
| ข้าว | 73 | 8 | ไม่มี | 0,97 | 1,51 | - | 2,33 |
| บัควีท | 64 | 12 | ไม่มี | 0,85 | 1,32 | - | 3,50 |
| เมล็ดถั่ว | 59 | 29 | ไม่มี | 0,79 | 1,22 | - | 8,46 |
- 1 กรัม - อะไมโลซับติลิน GZx 1500
- 1.5-2 กรัม - กลูคาวาโมริน GZx 3000
- 1 กรัม - CelloLux-A 2000
- 4-5 กรัม - โปรโตซับติลิน 120
ประเภทของน้ำตาล ข้อดีและข้อเสีย
ปัจจุบันแอลกอฮอล์สองประเภทที่ได้รับความนิยมในการกลั่นเองที่บ้าน: เทคโนโลยีต่างๆการเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำตาล - ร้อนและเย็น ตั้งชื่อนี้เนื่องจากอุณหภูมิที่แตกต่างกันซึ่งเกิดการไฮโดรไลซิสของแป้ง ในระหว่างการทำให้เป็นน้ำตาลแบบร้อน วัตถุดิบจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิ 50-70°C และในสถานะนี้จะสัมผัสกับเอนไซม์เป็นเวลา 10-20 ชั่วโมง ในกรณีนี้ความเสี่ยงของการปนเปื้อนของสาโทนั้นมีน้อยมากเอนไซม์จะทำหน้าที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด แต่วิธีนี้ต้องใช้ความพยายามมาก ด้วยการทำให้เป็นน้ำตาลเย็นโดยใช้เอนไซม์กระบวนการจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใกล้ 30 ° C และด้วยการหมักพร้อมกัน วิธีนี้ใช้แรงงานน้อยกว่า แต่ใช้เวลานานกว่า และมีความเสี่ยงที่ส่วนผสมจะเน่าเสียมากกว่า กราฟแสดงการขึ้นต่อกันของกิจกรรมของเอนไซม์กับอุณหภูมิในช่วงเวลาหนึ่ง:
ช่วงการออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิภาพของเอนไซม์ Amylosubtilin สอดคล้องกับช่วง pH 5.0-8.0 และอุณหภูมิ 50-75°C สำหรับเอนไซม์กลูคาวาโมรินการออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิภาพนั้นอยู่ภายในขอบเขตต่อไปนี้: pH 3.0-6.5 และอุณหภูมิ 30-60 ° C ควรเพิ่มว่ามีวิธีการระดับกลางหลายวิธีระหว่างการเปลี่ยนน้ำตาลแบบร้อนและเย็นซึ่งในหลายกรณีสามารถทำได้ มีเหตุผลสมควรโดยเงื่อนไขเฉพาะ ความพร้อมใช้งานของส่วนประกอบ เวลาที่ต้องการ และปัจจัยอื่นๆ
การเปลี่ยนน้ำตาลแบบร้อน (HOS)
สูตรการบดโดยใช้วัตถุดิบและเอนไซม์ที่มีแป้ง A และ D: - ขอแนะนำให้บดวัตถุดิบและต้องแน่ใจว่าได้ล้างแกลบออกแล้ว (ถ้ามี)
- เตรียมน้ำร้อน (เดือด) ในอัตราประมาณน้ำประมาณ 6.5 ลิตรต่อแป้ง 1 กิโลกรัมในวัตถุดิบ (สำหรับธัญพืชหรือธัญพืชบด)
- ใน น้ำร้อนเติมวัตถุดิบด้วยการกวนอย่างต่อเนื่อง สำหรับการผสม จะสะดวกในการใช้ไขควงหรือสว่านความเร็วต่ำพร้อมอุปกรณ์สำหรับผสมส่วนผสมในการก่อสร้าง - "เครื่องผสม" ในเวลาเดียวกันเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เป็นก้อนควรเทลงบนหัวฉีดที่หมุนอยู่ในน้ำโดยตรง
- เมื่อส่วนผสมเย็นลงถึง 75°C ให้เติมเอนไซม์อะไมโลซับติลินครึ่งหนึ่ง ก่อนทาสามารถละลายด้วยน้ำอุ่นได้ น้ำดื่มสัมพันธ์กับ 1/10
- จากนั้นให้ผสมสาโทจากเละเป็น สถานะของเหลวหรือประมาณ 30 นาที
- อนุญาตให้สาโทเย็นลงถึง 56-58°C และเติมเอนไซม์ Amilosubtilin และเอนไซม์ Glucavamorin ที่เหลือ จากนั้นจึงผสมให้เข้ากันด้วย "เครื่องผสม" เวลาในการทำงานของเอนไซม์ในระยะนี้จะอยู่ที่ประมาณ 1.5-2 ชั่วโมง
- หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลแล้ว ควรปล่อยให้สาโทเย็นลงจนถึงอุณหภูมิประมาณ 30°C เพื่อป้องกันไม่ให้สาโทกลายเป็น "ติดเชื้อ" ในระหว่างการทำความเย็นแนะนำให้ปิดผนึกภาชนะอย่างแน่นหนาด้วย
- สาโทถูกเทลงในภาชนะหมัก (ฆ่าเชื้อก่อนหน้านี้) และยีสต์จะถูกเติมในปริมาณแห้ง 2-3 กรัมหรือยีสต์กด 10-15 กรัมต่อวัตถุดิบหนึ่งกิโลกรัม การหมักเกิดขึ้นภายใต้การผนึกน้ำ
การเปลี่ยนน้ำตาลแบบเย็น (CS)
สูตรการบดโดยใช้วัตถุดิบและเอนไซม์ที่มีแป้ง A และ D โดยไม่ต้องต้ม:- ขอแนะนำให้บดวัตถุดิบและต้องแน่ใจว่าได้กำจัดแกลบออกแล้ว (ถ้ามี)
- เตรียมน้ำที่อุณหภูมิประมาณ 35°C ในอัตรา ~6.5 ลิตรของน้ำต่อแป้ง 1 กิโลกรัมในวัตถุดิบ (สำหรับธัญพืชหรือธัญพืชบด) ควรพิจารณาว่าไม่แนะนำให้เติมภาชนะหมักด้วยส่วนผสมมากกว่า 7/10 ของปริมาตร
- น้ำที่เตรียมไว้ครึ่งหนึ่งเทลงในภาชนะหมัก
- เพื่อลดการปนเปื้อนของสาโทขอแนะนำให้เติมยาปฏิชีวนะลงในน้ำ - ด็อกซีไซคลิน (1 แคปซูลต่อส่วนผสม 20 ลิตร)
- ความเป็นกรดถูกควบคุมภายใน pH 5-5.5 ด้วยกรดออร์โธฟอสฟอริก ซัลฟิวริก หรือซิตริก
- จากนั้นเติมเอนไซม์อะไมโลซับติลินและกลูคาวาโมรินลงในภาชนะตามปริมาณแป้งต่อกิโลกรัมในวัตถุดิบ
- หากมีคุณสามารถเพิ่ม defoamer Sofexil - 1 มล. ต่อส่วนผสม 20 ลิตร
- เพิ่มวัตถุดิบแล้วทุกอย่างก็ผสมกัน
- เติมยีสต์ตามคำแนะนำของผู้ผลิต (ยีสต์แห้ง 10 กรัมต่อส่วนผสม 4-5 ลิตร)
- เติมน้ำที่เหลือ
- การหมักเกิดขึ้นภายใต้ซีลน้ำโดยมีการกวนและเขย่าเป็นระยะ (โดยไม่ทำให้ซีลแตก) กระบวนการหมักจะใช้เวลาหนึ่งสัปดาห์ครึ่งถึงสามสัปดาห์ ความพร้อมในการกลั่นจะถูกควบคุมโดยการปรากฏตัวของฟิล์มบนพื้นผิวของการบด การปรากฏตัวของฟิล์มเป็นสัญญาณว่าส่วนผสมเริ่มมีรสเปรี้ยวและจำเป็นต้องกลั่นทันที ตามหลักการแล้ว ควรกลั่นส่วนผสมก่อนที่จะมีฟิล์มปรากฏขึ้น
คุณสามารถปรุงอาหารด้วยธัญพืชได้โดยไม่ต้องใช้ความพยายามและพลังงานเพิ่มเติม และไม่มีการหยุดอุณหภูมิชั่วคราว ในการทำเช่นนี้ คุณเพียงแค่ต้องใช้เอนไซม์ในกระบวนการนี้ ธัญพืชที่ใช้เอนไซม์ซึ่งเป็นน้ำตาลเย็นที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพกลายเป็น รสชาติที่ดีและความนุ่มนวล
คุณสมบัติของเทคนิค
การเกิดน้ำตาลร้อนเกิดขึ้นโดยใช้ การเตรียมการทีละขั้นตอนมอลต์และสาโทรวมทั้งผสมไว้ที่ อุณหภูมิที่แน่นอนและการเติมของเหลว เทคนิคนี้ใช้แรงงานเข้มข้น ดังนั้นผู้ที่กลั่นข้าวสาลีหรือธัญพืชอื่นๆ ส่วนใหญ่จึงใช้กระบวนการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลแบบเย็น มีข้อดีหลายประการที่ปฏิเสธไม่ได้:
- กระบวนการนี้ค่อนข้างง่าย
- ไม่จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสูง
- ไม่จำเป็นต้องกรองก่อนเริ่มการหมัก
- แบคทีเรียในสภาพแวดล้อมดังกล่าวมีการแพร่พันธุ์น้อยลงหรือไม่มีเลยเนื่องจากการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการ
- กลั่นด้วยความร้อนโดยตรง
- เทคนิคนี้เหมาะสำหรับนักกลั่นมือใหม่ที่มีอุปกรณ์น้อยและแทบไม่มีประสบการณ์เลย
แต่ในบรรดาข้อเสียนั้นมีการเน้นคุณสมบัติของเทคนิคดังต่อไปนี้:
- จำเป็น ปริมาณมากระยะเวลาในการหมักประมาณ 20-25 วัน ในบางกรณีอาจถึง 27 วัน แต่ในขณะเดียวกัน คนที่ชงแสงจันทร์ไม่ได้ทำอะไรเลย เขาไม่ต้องคนหรือควบคุมวัตถุดิบอยู่ตลอดเวลา
- หากไม่ปฏิบัติตามเทคโนโลยีจะเกิดความเปรี้ยวเมื่อสิ้นสุดกระบวนการ ดังนั้นการเตรียมการทีละขั้นตอนและความเอาใจใส่ของผู้กลั่นต่อสภาวะจึงมีความสำคัญ
ในการเตรียมส่วนผสมแรกและจากนั้นจึงใช้แสงจันทร์ในลักษณะนี้ คุณต้องมีส่วนผสมและอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:
ต้องแน่ใจว่ามีผลิตภัณฑ์ดังต่อไปนี้:
- วัตถุดิบ. รายการนี้เต็มไปด้วยความหลากหลาย คุณสามารถใช้แป้ง แป้ง ซีเรียล เป็นวัตถุดิบได้ พาสต้า,มอลต์ ประเภทต่างๆ. ธัญพืชไม่ขัดสีไม่ควรใช้งานเนื่องจากกระบวนการจะใช้เวลานาน
- น้ำ.
- เอนไซม์ ตัวอย่างเช่น “อะไมโลซับติลิน” และ “กลูคาวาโมริน” ทั่วไป สามารถเติมผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านการหมักเป็นอาหารเสริมได้ มอลต์ขาว. เอนไซม์ตัวแรกมีหน้าที่ในการสลายโมเลกุลและตัวที่สองมีหน้าที่ในการแปรรูปแป้งเป็นน้ำตาล ผลลัพธ์ของการทำงานของเอนไซม์เกือบจะเหมือนกับการต้มมอลต์ เทคโนโลยีนี้มีราคาถูกกว่า ดังนั้นเอนไซม์จะถูกเติมลงในวัตถุดิบด้วยน้ำในขั้นตอนการเตรียมการบด กระบวนการหมักและการเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาลเกิดขึ้นเกือบจะพร้อมกัน
- ยีสต์แห้งหรือกด
นอกจากนี้ ยังมียาปฏิชีวนะ สารทำให้เป็นกรด ( กรดมะนาว) และสารป้องกันการเกิดฟอง (Sophexil) อุปกรณ์ที่คุณต้องการ:
- ภาชนะหมัก
- ซีลน้ำ
- คนและ เครื่องทำความร้อนตู้ปลา- ทางเลือก การดำเนินการสามารถแทนที่ได้ด้วยการสร้างเงื่อนไข สภาพแวดล้อมภายนอกสำหรับบด;
- แสงจันทร์ยังคงไว้สำหรับการกลั่นส่วนผสมที่เสร็จแล้ว
การเลือกส่วนผสมและสัดส่วน
ตามสูตรการทำอาหารคุณต้องตัดสินใจเกี่ยวกับสัดส่วนของส่วนผสม สูตรที่สมบูรณ์แบบไม่มีอยู่ แต่รุ่นที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับวัตถุดิบหนึ่งกิโลกรัมคือ:
- เติมน้ำได้ 3.5 ลิตร ที่อุณหภูมิ 38 องศาเซลเซียส ที่สำคัญไม่สูงกว่าตัวชี้วัดนี้
- เอนไซม์: สด - "Amylosubtilin" และ "Glucquamorin" 3 กรัมตัวเก่าควรรับประทานอย่างละ 4-5 กรัม
- ยีสต์แห้ง - 20 กรัมหรือยีสต์กด - 50 กรัม คุณสามารถใช้ยีสต์ไวน์ได้
- "Doxycycline" ยาปฏิชีวนะ - หนึ่งแคปซูลต่อส่วนผสม 20 ลิตร
- Defoamer (Sophexil) - 10 มิลลิลิตรต่อ 20 ลิตร
สัดส่วนยังไม่สิ้นสุดและสามารถเสริมด้วยเครื่องกลั่นตาม ประสบการณ์ส่วนตัว. และสำหรับการคำนวณสิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าเอนไซม์มีพารามิเตอร์เช่นกิจกรรม มีหน่วยวัดเป็นหน่วยต่อกรัมของวัตถุแห้งหรือต่อมิลลิลิตร สารละลายของเหลว. ต้องประกาศกิจกรรมของเอนไซม์ตามคำแนะนำของผู้ผลิต ผู้ผลิตแต่ละรายมีสายพันธุ์ของตัวเองและตามตัวชี้วัดของตัวเอง ตัวอย่างเช่น ตัวบ่งชี้มีลักษณะดังนี้:
- “ Amilosubtilin G3x” - 1,000 หน่วยต่อผง 1 กรัม
- “ Glucavamorin G3x” - 1,000 หน่วยต่อ 1 กรัม
- "Cellulox-A" - 2,000 หน่วยต่อ 1 กรัม
- "Protosubtilin G3x" - 70 หน่วยต่อ 1 กรัม
อย่างไรก็ตาม คำแนะนำดังกล่าวไม่ใช่แนวทางปฏิบัติและไม่ได้อธิบายว่าควรใส่ผลิตภัณฑ์ในปริมาณเท่าใดต่อข้าวสาลี ข้าว หรือธัญพืชอื่นๆ หนึ่งกิโลกรัม โดยให้คำแนะนำเฉพาะปริมาณวัตถุดิบที่พร้อมสำหรับการแปรรูป ซึ่งได้แก่ แป้ง เซลลูโลส หรือโปรตีนเชิงเดี่ยว ดังนั้นก่อนที่จะใช้ผลิตภัณฑ์คุณต้องค้นหาว่ามีสิ่งเหล่านี้มากแค่ไหน สารง่ายๆในวัตถุดิบ
เอนไซม์สำหรับบด
การใช้เอนไซม์นั้นไม่เป็นเรื่องปกติเพราะโรงกลั่นหลายรายพิจารณาถึงการใช้เอนไซม์เหล่านี้ ผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นธรรมชาติ. ดังนั้นเครื่องดื่มจึงดูไม่เป็นธรรมชาติและมีรสค้างอยู่ในคอ ปัญหาเรื่องรสชาติของเอนไซม์นั้นเป็นที่ถกเถียงกัน เนื่องจากคนงานบางคนไม่สังเกตเห็นรสชาติอย่างแน่นอนแม้จะกลั่นเพียงครั้งเดียวก็ตาม วิทยานิพนธ์นี้สามารถตรวจสอบได้เฉพาะการทดลองเท่านั้น
หากคุณทำให้ปริมาณเอนไซม์เสียหาย เครื่องดื่มก็ยังสามารถแก้ไขได้ เมื่อเพิ่มมากขึ้น สารบดจะทำให้กลายเป็นน้ำตาลเร็วขึ้น แต่เครื่องกลั่นจะใช้เงินมากขึ้นในการเปลี่ยนน้ำตาล และถ้าคุณเพิ่มเอนไซม์น้อยลง เครื่องดื่มก็จะไม่ทำให้เป็นน้ำตาลหรือกระบวนการจะช้าลง กระบวนการหมักจะช้าลงเป็นพิเศษเนื่องจากขาดเอนไซม์ "กลูควาโมริน" ปริมาณโฟมลดลงและไม่พบหัวพืชธัญพืช การบริโภคเอนไซม์สามารถลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อใช้กรีนมอลต์
ทางเลือกหลักของวัตถุดิบเกิดขึ้นระหว่างผลิตภัณฑ์เช่น:
- แป้ง. นี่คือวัตถุดิบบดที่ขายอยู่ในรายการใด ร้านขายของชำ. ในแง่ของความพร้อมจำหน่าย แป้งเป็นอันดับแรก วัตถุดิบจะเปลี่ยนเป็นน้ำตาลเร็วขึ้นและใช้งานได้ไม่ยากเกินไป เม็ดแป้งมีขนาดเล็ก เอนไซม์จึงทำปฏิกิริยากับพวกมันได้ง่ายขึ้น แต่ก็มีข้อเสียเช่นกันเช่นแนวโน้มที่แป้งจะเกิดฟองและ "ไหลหนี" และส่วนผสมที่ทำจากวัตถุดิบประเภทนี้จะต้องมีการชี้แจงและแยกส่วนซึ่งจะนำไปสู่การสูญเสียแอลกอฮอล์ ซีเรียลมีราคาถูกกว่า แต่ใช้เวลาในการทำให้เป็นน้ำตาลนานกว่าเนื่องจากมีอนุภาคขนาดใหญ่ บางครั้งกระบวนการนี้ใช้เวลา 3-4 สัปดาห์ เพื่อเร่งการหมักคุณสามารถใช้เครื่องกวน แต่ไม่ต้องเปิดภาชนะด้วยส่วนผสม ตัวภาชนะสามารถรีดบนพื้นเป็นมุมได้
- มอลต์เป็นวัตถุดิบที่ได้จากเมล็ดพืชงอก มอลต์นั้นมีเอนไซม์หลายชนิด แต่ก็มีการเติมเอนไซม์แบบผงเข้าไปด้วย มอลต์ยังทำหน้าที่เป็นสารปรุงแต่งรส เนื่องจากมีกลิ่นหอมมาก มีมอลต์สีเขียวและสีขาว แต่ส่วนผสมนี้ยังถูกเพิ่มลงในส่วนผสมในรูปแบบพื้นดินด้วย
- เมล็ดข้าวระเบิดหรืออัดขึ้นรูปโดยใช้วิธีทางเทคนิคสุญญากาศ ในลักษณะที่ปรากฏเหล่านี้เป็นเมล็ดที่มีรูพรุนซึ่งมีเอนไซม์อยู่เล็กน้อย วิธีการได้มาซึ่งวัตถุดิบดังกล่าวยังไม่เป็นที่นิยม
- ผลิตภัณฑ์ที่มีแป้ง ส่วนใหญ่มักเป็นพาสต้าและขนมปัง หากเครื่องกลั่นทำงานในสถานที่ที่มีผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจำนวนมากก็สามารถใช้เป็นวัตถุดิบได้ แต่สำหรับผู้กลั่นสุราที่จริงจัง ส่วนผสมเหล่านี้เหมาะสำหรับการทดลองเพียงครั้งเดียวมากกว่า
- เม็ดปกติ
การใช้เม็ดละเอียดที่มีระดับการบดต่างกันจะให้ผล ผลลัพธ์ที่แตกต่าง. วัตถุดิบที่ถูกที่สุดคือข้าวสาลี แต่ทางออก. แอลกอฮอล์บริสุทธิ์ค่อนข้างเล็ก แต่เครื่องดื่มกลับนุ่มนวลและน่าลิ้มลอง ข้าวไรย์ซึ่งมีลักษณะรุนแรงเหมือนเครื่องดื่ม ทำให้เกิดปริมาณแอลกอฮอล์ที่ต่ำกว่าด้วยเหตุนี้ พืชธัญพืชทำให้เกิดฟองจำนวนมากและ "ไหลออกมา" ระหว่างการหมัก
ข้าวโพดมีความไม่แน่นอนต่อสภาวะน้อยที่สุดและให้ผลผลิตแอลกอฮอล์สูง แต่เครื่องดื่มมีรสชาติเฉพาะ ข้าวบาร์เลย์เป็นธัญพืชอีกชนิดหนึ่งที่ไม่ใช่ตัวเลือกที่ทุกคนชื่นชอบ ข้าวเป็นธัญพืชชั้นนำในแง่ของปริมาณแอลกอฮอล์
ข้าวก็ใช้สำหรับ การเตรียมการเพิ่มเติมทิงเจอร์ รสชาติกลมกล่อมมาก เครื่องดื่มมีกลิ่นหอมและดื่มง่าย บางครั้งบัควีทก็พยายามเป็นวัตถุดิบเช่นกัน แต่ด้วยผลผลิตที่สูงรสชาติก็ไม่เหมาะสำหรับทุกคนเช่นกัน
เมื่อเลือกส่วนผสมหากตัดสินใจยากคุณสามารถใช้ส่วนผสมของธัญพืชได้ คำแนะนำในการใช้งานคือ:
- ข้าวบาร์เลย์และข้าวไรย์สามารถเอาชนะรสชาติของธัญพืชอื่นๆ ได้ ดังนั้นเมื่อใช้ส่วนผสมควรเติมอย่างระมัดระวังโดยควรมากถึง 25% โดยไม่เน้นไปที่พืชเหล่านี้โดยเฉพาะ
- ข้าวเป็นพืชที่ไม่สามารถผสมได้เพราะรสชาติของมันจะหายไป แสงจันทร์ของเมล็ดข้าวมันจะเปิดออกโดยไม่มีคุณสมบัติพิเศษใด ๆ
- บูร์บงผสมผสานกับข้าวโพดและ ข้าวบาร์เลย์มอลต์นักชิมบางคนไม่ชอบเพราะมีรสชาติเฉพาะตัว
คุณยังสามารถทดลองเปอร์เซ็นต์ส่วนผสมของธัญพืชที่แตกต่างกันได้ ผลลัพธ์ที่ได้จะมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวในบางกรณีและไม่มีรสจืดเลยในบางกรณี คุณยังสามารถลองรวมระดับการบดเข้าด้วยกันได้ แม้ว่าจะคุ้มค่าที่จะรู้ว่าการเพิ่มเมล็ดธัญพืชมักจะเสี่ยงต่อการทำให้กระบวนการหมักยาวนานขึ้น
สำหรับส่วนผสมที่เหลือก็มีเกณฑ์การคัดเลือกง่ายๆ คุณสามารถเอาน้ำสะอาดไปด้วยได้ดี คุณภาพรสชาติไม่จำเป็นต้องตรวจสอบองค์ประกอบของธาตุหรือคุณสมบัติอื่น ๆ ไม่จำเป็นต้องให้อาหาร ในบรรดาสารลดฟองนั้น แนะนำให้ใช้ Sophexil ว่ามีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อเทียบกับเทคนิคนี้ คุณไม่ควรกลัวที่ยาปฏิชีวนะจะเข้าสู่แสงจันทร์: โดยปกติแล้วยาจะยังคงอยู่ในอุปกรณ์ระหว่างการกลั่นและไม่เข้าสู่ "ร่างกาย" ของเครื่องดื่ม
วิธีการทำแมส
เทคโนโลยีการเปลี่ยนน้ำตาลแบบเย็นประกอบด้วยขั้นตอนหลักซึ่งส่งผลให้ บดเมล็ดพืชด้วยการเพิ่มเอนไซม์:
- สินค้าจะถูกเติมลงในภาชนะเช่นเดียวกับน้ำเมื่อ อุณหภูมิที่เหมาะสมพร้อมด้วยเอนไซม์และยีสต์ ควรคำนึงว่าไม่สามารถเทของเหลวลงในภาชนะได้มากกว่า 70% ของปริมาตรเนื่องจากเกิดฟองที่ใช้งานอยู่และส่วนผสมอาจ "หลบหนี"
- วัตถุดิบที่ผสมน้ำตาลจะถูกผสมและปิดผนึกด้วยซีลน้ำ
- ของเหลวจะถูกวางไว้ในที่มืดโดยมีอุณหภูมิ 24-28 องศาเซลเซียส
- การหมักจะเริ่มหลังจากผ่านไป 2 ชั่วโมง และหลังจากผ่านไป 3 วัน มันก็จะเริ่มทำงานและอยู่ได้นานถึง 25 วัน สิ่งสำคัญคือต้องป้องกันการก่อตัวของฟิล์มบนพื้นผิวของส่วนผสมเนื่องจากนี่เป็นสัญญาณของความเปรี้ยว ส่วนผสมชนิดนี้ต้องกลั่นอย่างเร่งด่วน
- เมื่อพร้อมแล้ว เครื่องดื่มจะถูกเอาออกจากตะกอนและกลั่น
การเตรียมเครื่องดื่มในลักษณะนี้มีข้อดีและข้อเสียหลายประการ ดังนั้นผู้กลั่นควรตัดสินใจด้วยตัวเองกำจัดอิทธิพลของข่าวลือและทดสอบวิธีการด้วยตนเอง เครื่องดื่มก็ได้ คุณภาพดีและเหมาะสมกับการบริโภค
การผลิตเอทานอล
ตลาดเอธานอลทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 4 พันล้านดาล (เดคาลิตรของแอลกอฮอล์สัมบูรณ์) ต่อปี ผู้นำด้านการผลิตเอทานอล ได้แก่ สหรัฐอเมริกา บราซิล และจีน ในสหรัฐอเมริกา มีโรงงาน 97 แห่งที่ผลิตเอทานอลจากข้าวโพด (กำลังสร้างโรงงานเพิ่มอีก 35 แห่ง) โดยมีกำลังการผลิตรวม 1.5 พันล้านดีคาลิตรต่อปี
พื้นที่หลักของการใช้เอทานอลในทางปฏิบัติของโลก:
− 60% – สารเติมแต่งให้กับเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์
− 25% − อุตสาหกรรมเคมี
− 15% − อุตสาหกรรมอาหาร(ส่วนแบ่งของมันลดลง)
เชื้อเพลิงยานยนต์ที่ใช้เอทานอลประกอบด้วยเอทานอล 10% (เชื้อเพลิง E-10) หรือเอทานอล 85% (E 85) ด้วยราคาน้ำมันที่ 60-70 ดอลลาร์ต่อบาร์เรล ไบโอเอธานอลจึงกลายเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถแข่งขันได้ การแนะนำเอทานอลในน้ำมันเบนซินทำให้สามารถลดการเติมสารเตตระเอทิลตะกั่วลงในเชื้อเพลิงได้ ส่งผลให้ความเป็นพิษของก๊าซไอเสียและการใช้เชื้อเพลิงลดลง
ในสหรัฐอเมริกา มีการวิจัยขนาดใหญ่เกี่ยวกับการผลิตเอทานอลจากวัตถุดิบจากพืชหมุนเวียน (จากก้านข้าวโพด อ้อย ฯลฯ)
ใน สภาพอุตสาหกรรมเอทานอลได้มาจากการทำให้เอทิลีนชุ่มชื้นต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (H 3 PO 4 บนซิลิกาเจล) จากไฮโดรไลเสตของวัตถุดิบพืช (ไม้, ก้านข้าวโพด, อ้อย) รวมถึงจากวัตถุดิบที่มีแป้ง (ข้าวสาลี ข้าวไรย์, ทริติเคเล่, มันฝรั่ง), กากน้ำตาล, หางนม, อาติโช๊คเยรูซาเลม ผลผลิตเฉลี่ย 95.5% เอทิลแอลกอฮอล์จากวัตถุดิบประเภทต่างๆ ตั้งแต่ 1 ตัน แสดงไว้ในตารางที่ 2.1
ตารางที่ 2.1
ผลผลิตเอทานอลจากวัตถุดิบตั้งต้นต่างๆ
ท้ายตาราง 2.1
ที่โรงกลั่นในสาธารณรัฐเบลารุส (มีโรงกลั่นประมาณ 70 แห่งที่ดำเนินงานโดยมีกำลังการผลิตรวมมากกว่า 9 ล้านดีลิตรต่อปี) วัตถุดิบที่มีแป้งซึ่งส่วนใหญ่เป็นธัญพืชจะถูกใช้ในการผลิตเอทานอล ปริมาณแป้งในเมล็ดพืชประเภทต่างๆ คือ (เป็น%): ข้าวสาลี – 48–57; ข้าวไรย์ – 46–53; ข้าวบาร์เลย์ – 43–55; ข้าวโอ๊ต – 34–40; ข้าวฟ่าง – 42–60; ข้าวโพด – 61–70 ธัญพืชยังมีน้ำตาล (โดยเฉลี่ย) ~ 3%; ไฟเบอร์ ~ 6%; เพนโตซานและ สารเพคติน~9%; สารไนโตรเจน (โปรตีน) ~ 11%, ไขมัน ~ 3%
ผู้ผลิตเอทานอล
ในการสังเคราะห์ทางจุลชีววิทยา ผู้ผลิตเอทานอลแบบคลาสสิกคือยีสต์ - Saccharomycetes และ Schizosaccharomycetes ยีสต์ถูกใช้บ่อยที่สุด Saccharomyces cerevisiae,แซคคาโรไมซีส วินี,Schizosaccharomyces pombe.
Saccharomycetes มีเซลล์รูปทรงกลมขนาด 10-15 ไมครอน และสืบพันธุ์โดยการแตกหน่อ Schizosaccharomycetes มีเซลล์รูปแท่งขนาดใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลาง 4-5 ไมครอน และยาว 18-20 ไมครอน พวกมันสืบพันธุ์โดยการแบ่ง ยีสต์ทั้งสองหมักกลูโคส มานโนส ฟรุกโตส ซูโครส และมอลโตสได้ดี โดยหมักกาแลคโตสได้ยากกว่าและไม่หมักน้ำตาลเพนโทส (ไซโลส อาราบิโนส)
ผลผลิตทางทฤษฎีของเอทานอลจากกลูโคสหมัก 100 กิโลกรัมคือ 51.14 กิโลกรัมหรือ 64.80 ลิตร (โดยมีการก่อตัวของ CO 2 48.86 กิโลกรัม) ในทางปฏิบัติ ปริมาณแอลกอฮอล์จะอยู่ที่ 82-92% ของค่าทางทฤษฎี เนื่องจากมีการใช้ส่วนหนึ่งของสารตั้งต้นในการสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของยีสต์และการก่อตัวของผลพลอยได้
การสังเคราะห์เอทานอลในเซลล์ยีสต์ดำเนินการตามรูปแบบต่อไปนี้:
ผลพลอยได้ การหมักแอลกอฮอล์ได้แก่ กลีเซอรีน, แอลกอฮอล์ที่สูงกว่า (ฟิวเซล), กรดอินทรีย์ (อะซิติก, ไพรูวิก, แลคติก, ซัคซินิก), อัลดีไฮด์ ในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์ น้ำตาล (กลูโคส) ถูกใช้ไปในการก่อตัวของสารต่าง ๆ ในปริมาณต่อไปนี้: เอทานอล - 46-47%, คาร์บอนไดออกไซด์ - 44-46%, ชีวมวลของยีสต์ - 1.8-4.0%, กลีเซอรอล - 3-4% , แอลกอฮอล์ที่สูงขึ้น - 0.3-0.7%, กรดอินทรีย์ - 0.2-1.0%, อัลดีไฮด์ - 0.1-0.2% เมื่อยีสต์ถูกส่งกลับไปสู่การหมักซ้ำๆ ปริมาณการใช้น้ำตาลในการสร้างชีวมวลจะลดลง และความเข้มข้นของการหมักยังเพิ่มขึ้นเล็กน้อยอีกด้วย
การก่อตัวของกลีเซอรอลในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในช่วงระยะเวลาการเหนี่ยวนำ (ก่อนการก่อตัวของอะซีตัลดีไฮด์) ปฏิกิริยาการแยกส่วนเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของฟอสโฟกลีเซอรัลดีไฮด์สองโมเลกุลภายใต้การกระทำของเอนไซม์อัลดีไฮด์มิวเตสด้วยการมีส่วนร่วมของโมเลกุลน้ำ ในกรณีนี้ ฟอสโฟกลีเซอรัลดีไฮด์หนึ่งโมเลกุลจะถูกรีดิวซ์ให้กลายเป็นฟอสโฟกลีเซอรอล และอีกโมเลกุลหนึ่งจะถูกออกซิไดซ์เป็นกรด 3-ฟอสโฟกลีเซอริก ฟอสโฟกลีเซอรอลไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเพิ่มเติมและหลังจากกำจัดกรดฟอสฟอริกแล้ว ผลพลอยได้การหมักแอลกอฮอล์ กรด 3-ฟอสโฟกลีเซอริกผ่านการเปลี่ยนแปลงไปตามทางเดิน EMT ด้วยการก่อตัวของอะซีตัลดีไฮด์ หลังจากการปรากฏตัวของอะซีตัลดีไฮด์ ระยะเวลาการหมักคงที่จะเริ่มขึ้น ในระหว่างนั้นการเกิดออกซิเดชันของฟอสโฟกลีเซอรัลดีไฮด์ไปเป็นกรดฟอสโฟกลีเซอริกจะเกิดขึ้นในวิธีที่ซับซ้อนมากขึ้น ด้วยการเติมอนินทรีย์ฟอสเฟต (ทางเดิน EMP) ในเรื่องนี้พร้อมกับเอทานอลจะมีกลีเซอรอลจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นเสมอในระหว่างการหมัก
เมื่ออะซีตัลดีไฮด์จับกับไบซัลไฟต์ กระบวนการหมักมุ่งตรงไปที่การก่อตัวของกลีเซอรอล:
C 6 H 12 O 6 ® CH 3 CHO + CO 2 + CH 2 OH-CHON-CH 2 OH
ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง โมเลกุลของอะซีตัลดีไฮด์จะเข้าสู่ปฏิกิริยารีดอกซ์กับโมเลกุลที่สอง เกิดเป็นเอทานอลและ กรดน้ำส้ม. ในเวลาเดียวกันกลีเซอรอลก็สะสม กระบวนการโดยรวมแสดงโดยสมการต่อไปนี้:
2C 6 H 12 O 6 + H 2 O ® ® 2CH 2 OH-CHON-CH 2 OH + C 2 H 5 OH + CH 3 COOH + 2CO 2.
เทคนิคเหล่านี้ใช้สำหรับการผลิตกลีเซอรีนทางอุตสาหกรรม
แอลกอฮอล์ที่สูงขึ้นนั้นเกิดจากกรดอะมิโน (ในปริมาณที่น้อยกว่าจากกรดคีโต) ที่มีอยู่ในอาหารหมักซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาตามลำดับของการปนเปื้อนของกรดอะมิโน ดีคาร์บอกซิเลชันของกรดคีโตที่เกิดขึ้น และการลดลงของอัลดีไฮด์
ในบรรดาแอลกอฮอล์ที่สูงกว่าที่มีอยู่ในส่วนผสม: โพรพิล (เกิดจากทรีโอนีน), ไอโซบิวทิล (จากวาลีน), อะมิล (จากไอโซลิวซีน) และไอโซเอมิล (จากลิวซีน)
 |
ปัจจุบัน การค้นหาจุลินทรีย์ที่ผลิตเอธานอลที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมกำลังดำเนินการอย่างเข้มข้นซึ่งสามารถหมักสารตั้งต้นได้หลากหลายซึ่งมีผลผลิตเอธานอลสูง มีความต้านทานต่อเอทานอลเพิ่มขึ้น และ อุณหภูมิสูง. แบคทีเรียที่สังเคราะห์เอทานอลเป็นที่สนใจ ตัวอย่างเช่นแบคทีเรีย ไซโมโมแนส โมบิลิสพวกมันแตกต่างจากยีสต์ตรงที่กระบวนการเมแทบอลิซึมแบบเข้มข้น: พวกมันมีอัตราการเปลี่ยนกลูโคสไปเป็นเอธานอลในอัตราจำเพาะสูง ให้ผลผลิตเอธานอลที่สูงกว่า (มากถึง 95% ของที่เป็นไปได้ทางทฤษฎี) และทนทานต่อแอลกอฮอล์ได้มากกว่า แต่แบคทีเรียเหล่านี้ไวต่อสารยับยั้ง (เฟอร์ฟูรัล, ฟีนอล) ในตัวกลางที่เป็นสารอาหาร และจำเป็นต้องดำเนินการกระบวนการหมักภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ
แบคทีเรียเทอร์โมฟิลิก คลอสตริเดียม เทอร์โมเซลลัม(อุณหภูมิการเติบโตที่เหมาะสมที่สุด 68°C) สามารถเปลี่ยนเซลลูโลสจากวัตถุดิบพืชเป็นเอธานอลได้โดยตรง แต่วัตถุดิบจะต้องปราศจากลิกนิน ยังไม่สามารถบรรลุผลผลิตแอลกอฮอล์ที่สูงจากการเปลี่ยนวัสดุจากพืชโดยตรงได้
ยีสต์สายพันธุ์ที่สามารถหมักน้ำตาลเพนโตสได้ ( Pachysolen tannophilus, Pichia stipitis, Candida shehata). ผลผลิตเอทานอลเมื่อหมักไซโลส 100 กิโลกรัมถึง 35-47 ลิตร
ในทางปฏิบัติภายในประเทศ การผลิตเอทานอลจากวัตถุดิบที่มีแป้งจะใช้ยีสต์ Saccharomyces cerevisiaeมี อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดการหมัก 29–30°C
เอนไซม์แซ็กคาริฟิเคชั่นของแป้ง
ผู้ผลิตเอทานอลแบบดั้งเดิมไม่สามารถสลายโพลีแซ็กคาไรด์ได้ ดังนั้นในการผลิตสาโท วัตถุดิบที่มีแป้งจะต้องถูกต้มและทำให้เป็นน้ำตาล แป้งของพืชส่วนใหญ่ประกอบด้วยอะมิโลส 20-25% และอะมิโลเพคติน 80-75% ใน เซลล์พืชแป้งจะอยู่ในรูปของเมล็ดพืช (เม็ด) ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 120 ไมครอน ( แป้งมันฝรั่งมีเม็ดขนาด 40-50 ไมครอน, เม็ดแป้งเมล็ดพืช - 10-15 ไมครอน) แป้ง อะมิโลส และอะมิโลเพคติน ไม่ละลายใน น้ำเย็น, แอลกอฮอล์, อีเธอร์ อะมิโลสละลายได้ง่ายใน น้ำอุ่น, อะมิโลเพคติน - เมื่อถูกความร้อนภายใต้ความกดดัน โครงสร้างเครือข่ายของโมเลกุลอะไมโลเพคตินทำให้เกิดการบวมของเม็ดแป้งโดยไม่ละลาย (พันธะทุติยภูมิจะอ่อนลงเนื่องจากความชุ่มชื้น) ที่อุณหภูมิหนึ่ง เม็ดจะคลายตัว พันธะระหว่างองค์ประกอบโครงสร้างแต่ละส่วนจะขาด และความสมบูรณ์ของเม็ดจะหยุดชะงัก ในเวลาเดียวกันความหนืดของสารละลายจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว - การเกิดเจลาติไนเซชันของแป้งเกิดขึ้น ส่วนผสมมีลักษณะพิเศษคือการจัดเรียงโมเลกุลแบบสุ่มและการสูญเสียโครงสร้างผลึก ที่อุณหภูมิ 120–130°C เนื้อครีมจะเคลื่อนที่ได้ง่าย การละลายอะมิโลเพคตินที่สมบูรณ์ที่สุดเกิดขึ้นที่ แป้งข้าวสาลีที่ 136–141°C สำหรับมันฝรั่ง - ที่ 132°C
แป้งที่ละลายระหว่างการปรุงธัญพืชหรือมันฝรั่งจะถูกไฮโดรไลซ์ (ทำให้เป็นน้ำตาล) โดยเอนไซม์อะไมโลไลติก มอลต์เม็ดหรือการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเชื้อราและแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย ในบรรดาวัสดุจากพืช เอนไซม์อะไมโลไลติกที่อุดมไปด้วยมากที่สุดคือเมล็ดธัญพืชที่แตกหน่อเรียกว่ามอลต์ ในปัจจุบัน อุตสาหกรรมเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมเอนไซม์โดยอาศัยการเพาะเลี้ยงของเชื้อราที่เป็นเส้นใย (หรือแบคทีเรียในสกุล) บาซิลลัส) ซึ่งมีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับมอลต์ มีการเพาะเลี้ยงเชื้อราที่มีเส้นใย รำข้าวสาลีหรือ แป้งข้าวโพดในขณะที่เพื่อให้ได้มอลต์ ต้องใช้เมล็ดพืชที่มีคุณภาพ จุลินทรีย์แปลกปลอมถูกนำเข้าสู่สาโทในปริมาณมากด้วยมอลต์ซึ่งส่งผลเสียต่อผลผลิตของเอทานอล การเพาะเห็ดในระดับลึกนั้นปลูกในสภาพปลอดเชื้อและไม่ปนเปื้อนสาโทด้วยจุลินทรีย์แปลกปลอม การปลูกเห็ดพื้นผิวจะดำเนินการเร็วกว่าการงอกของเมล็ดพืช (9-10 วัน) มาก (1.5-2.0 วัน) เชื้อราก่อให้เกิดเอนไซม์ที่ซับซ้อนซึ่งจะไฮโดรไลซ์แป้งได้ลึกยิ่งขึ้น และยังสลายเฮมิเซลลูโลสให้เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ ซึ่งจะเพิ่มผลผลิตเอทานอลจากวัตถุดิบ
ในกระบวนการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลของวัตถุดิบที่มีแป้ง เอนไซม์ต่างๆ. อะไมเลสมีความสำคัญในการผลิตมากที่สุด α-และ β-amylases กระตุ้นการแตกตัวของพันธะ α-1,4-glucosidic เท่านั้น ภายใต้การกระทำของ α-amylases พันธะจะถูกทำลายแบบสุ่ม แต่ส่วนใหญ่จะอยู่ในสายโซ่ เป็นผลให้เดกซ์ทรินส่วนใหญ่เกิดขึ้นไม่ใช่ จำนวนมากมอลโตสและโอลิโกแซ็กคาไรด์ ขึ้นอยู่กับลักษณะของการกระทำของมัน α-amylase เรียกว่าอะไมเลสภายนอกหรือเดกซ์ทรินเจนิก
การกระทำของ β-amylase มุ่งตรงไปที่พันธะเทอร์มินัล (ภายนอก) ในแป้ง และตามลำดับเริ่มต้นจากปลายที่ไม่รีดิวซ์ของโซ่ กลูโคสที่ตกค้าง (มอลโตส) สองตัวจะถูกแยกออกตามลำดับ β-amylase ไม่สามารถข้ามบริเวณที่แตกแขนงในโมเลกุลขนาดใหญ่ของแป้งได้ ดังนั้นไฮโดรไลซิสจึงหยุดที่พันธะ α-1,4-glucosidic สุดท้ายและเดกซ์ทรินที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะยังคงอยู่ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของอะไมโลเพคติน อะมิโลสถูกแปลงเกือบทั้งหมดโดยβ-amylase เป็นมอลโตส, อะมิโลเพคติน - เพียง 50–55%
อันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของα-และβ-amylases ทำให้เกิดส่วนผสมของแซ็กคาไรด์ซึ่งประกอบด้วยมอลโตส ปริมาณน้อยกลูโคสและเดกซ์ทรินน้ำหนักโมเลกุลต่ำซึ่งมีพันธะα-1,6-glucosidic ของแป้งทั้งหมดเข้มข้น
แบคทีเรียและเชื้อราด้วยกล้องจุลทรรศน์ขาด β-amylase แต่มีα-amylase ที่ใช้งานอยู่ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบของกรดอะมิโนในโปรตีนและความจำเพาะของการกระทำของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเร่งปฏิกิริยาด้วยα-amylase ของเชื้อราด้วยกล้องจุลทรรศน์จะเกิดกลูโคสและมอลโตสจำนวนมาก ในบรรดาอะไมเลสของแบคทีเรียนั้นมีทั้ง saccharogenic และ dextrinogenic แป้งไฮโดรไลซ์เดิม 60% หรือมากกว่าอย่างหลัง - 30–40% α-อะไมเลสที่มีต้นกำเนิดจากจุลินทรีย์ เช่น α- และ β-amylase ของมอลต์ จะไม่โจมตีพันธะ α-1,6-กลูโคซิดิก
เชื้อราด้วยกล้องจุลทรรศน์ประกอบด้วยกลูโคอะไมเลสซึ่งกระตุ้นการแตกตัวของพันธะα-1,4- และα-1,6-glucosidic ในแป้ง ในระหว่างการเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์นี้ กลูโคสที่ตกค้างจะถูกแยกออกจากปลายที่ไม่รีดิวซ์ของอะมิโลสและอะมิโลเพคติน โมเลกุลของน้ำเกาะติดที่บริเวณที่พันธะแตก ดังนั้นผลผลิตทางทฤษฎีของกลูโคสในระหว่างกระบวนการไฮโดรไลซิสคือ 111.11% โดยน้ำหนักของแป้ง
มีสามวิธีที่เป็นไปได้ในการโต้ตอบระหว่างเอนไซม์และสารตั้งต้น (ประกอบด้วยโซ่จำนวนมาก): หลายสายโซ่ สายโซ่เดี่ยว และรวมกัน
ตามวิธีการหลายสายโซ่ โมเลกุลของเอนไซม์จะสุ่มโจมตีสายโซ่โพลีแซ็กคาไรด์สายใดสายหนึ่ง โดยแยกลิงก์ออกจากสายโซ่นั้น จากนั้นจึงสุ่มโจมตีสายโซ่ต่อไปนี้ ซึ่งรวมถึงสายโซ่ที่ถูกโจมตีก่อนหน้านี้ด้วย ดังนั้นในระหว่างการดำรงอยู่ของเอนไซม์และสารตั้งต้นที่ซับซ้อนจะมีการเร่งปฏิกิริยาเพียงครั้งเดียวเท่านั้น
ในวิธีสายโซ่เดี่ยว โมเลกุลของเอนไซม์จะโจมตีสายโซ่โพลีแซ็กคาไรด์สายใดสายหนึ่งแบบสุ่ม โดยจะแยกการเชื่อมต่อออกจากโซ่ตามลำดับจนกว่าสายโซ่จะแยกออกทั้งหมด ในระหว่างการดำรงอยู่ของสารเชิงซ้อนของเอนไซม์-ซับสเตรต พันธะทั้งหมดที่เอนไซม์เข้าถึงได้จะถูกไฮโดรไลซ์
วิธีผสมผสานหรือวิธีการโจมตีแบบพหุคูณก็คือในระหว่างที่มีสารเชิงซ้อนของเอนไซม์-สารตั้งต้น พันธะหลายตัวจะถูกไฮโดรไลซ์ ในกรณีนี้ หลังจากการแตกของลิงก์หนึ่ง เอ็นไซม์จะไม่ถูกผลักไส แต่จะถูกเก็บไว้ การโจมตีเกิดขึ้นโดยใช้วิธีลูกโซ่เดี่ยวและหลายลูกโซ่สลับกัน
การศึกษาพบว่า α- และ β-amylases ทำการไฮโดรไลซิสโดยวิธีการโจมตีหลายครั้ง (วิธีหลายสายโซ่เป็นลักษณะของ α-amylase จากแบคทีเรีย)
ที่โรงกลั่นในประเทศ มอลต์ดิบ (ไม่แห้ง) จะถูกใช้สำหรับการแปรสภาพแป้งของวัตถุดิบในรูปแบบ นมมอลต์, การเตรียมเอนไซม์ (กลูคาวาโมริน, อะไมโลริซิน, อะไมโลซับติลิน) ระดับต่างๆกิจกรรมหรือส่วนผสมของนมมอลต์และการเตรียมเอนไซม์
เทคโนโลยีการผลิตมอลต์ประกอบด้วยกระบวนการหลักดังต่อไปนี้: การแช่วัตถุดิบเพื่อให้ได้ปริมาณความชื้น 38–40%; การงอกของเมล็ดข้าวเป็นเวลา 10 วันในโรงมอลต์เฮาส์แบบใช้ลมในชั้นหนา 0.5–0.8 ม. การบดมอลต์ในเครื่องบดแบบแผ่นดิสก์หรือแบบค้อน การฆ่าเชื้อมอลต์ด้วยสารละลายฟอร์มาลดีไฮด์หรือสารฟอกขาว และการเตรียมนมมอลต์ นมมอลต์ได้มาจากการผสมมอลต์บดกับน้ำ (น้ำ 4-5 ลิตรต่อมอลต์ 1 กิโลกรัม)
มอลต์ที่ทำจากธัญพืชชนิดต่างๆ มีเอนไซม์อะไมโลไลติกแต่ละชนิดในปริมาณที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ข้าวบาร์เลย์มอลต์มีฤทธิ์ของ α- และ β-amylolytic สูง และข้าวฟ่างมอลต์มีฤทธิ์เดกซ์ทริโนลิติกสูง ส่วนใหญ่มักจะเตรียมส่วนผสมของมอลต์สามประเภท: ข้าวบาร์เลย์ (50%), ข้าวฟ่าง (25%) และข้าวโอ๊ต (25%) ห้ามใช้มอลต์จากพืชชนิดเดียวในการผลิตแอลกอฮอล์จากพืชชนิดเดียวกัน
บทความในหัวข้อ
