DE102016103757A1 - Method and device for treating a mash in the recovery of ethanol from vegetable raw materials and corresponding use - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Behandeln einer Maische (M) bei der Gewinnung von Ethanol aus pflanzlichen Rohstoffen, wenigstens mit: (a) Bereitstellen einer ersten Maische (M1), welche unter Verwendung von Pflanzenmaterial und Wasser gewonnen wurde und Stärke pflanzlicher Herkunft enthält; (b) Erwärmen der ersten Maische (M1) auf eine erste Temperatur (T1) von wenigstens 60°C; (c) Halten der Temperatur der ersten Maische (M1) in einem ersten Temperaturbereich (TB1) für eine vorbestimmte erste Zeitspanne (t1); (d) Einstellen der Temperatur der ersten Maische (M1) auf eine zweite Temperatur (T2) innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 0 und 80°C, wobei die zweite Temperatur (T2) geringer als die erste Temperatur (T1) ist; (e) Mischen der resultierenden ersten Maische (M1) mit einem enzymhaltigen Substrat (ES), welches eine zweite Maische (M2) enthält, oder aus der zweiten Maische (M2) erzeugt worden ist, oder aus der zweiten Maische (M2) und/oder aus einem Erzeugnis (ME) besteht, das aus der zweiten Maische (M2) hergestellt worden ist, wobei die zweite Maische (M2) unter Verwendung von Pflanzenmaterial und Wasser gewonnen wurde und Stärke pflanzlicher Herkunft enthält, wobei das enzymhaltige Substrat (ES) und die zweite Maische (M2) jeweils nicht über 90°C erwärmt worden sind, wobei das enzymhaltige Substrat (ES) beim Mischen mit der ersten Maische (M1) eine Temperatur aufweist, die gleich oder kleiner der zweiten Temperatur (T2) ist; und (f) Halten der Temperatur des aus Schritt (e) resultierenden Gemischs auf einer Temperatur innerhalb des zweiten Temperaturbereichs (TB2) für eine vorbestimmte zweite Zeitspanne (t2). Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine entsprechende Vorrichtung und entsprechende Verwendungen.The invention relates to methods for treating a mash (M) in the recovery of ethanol from vegetable raw materials, comprising at least: (a) providing a first mash (M1) obtained using plant material and water and containing starch of vegetable origin; (b) heating the first mash (M1) to a first temperature (T1) of at least 60 ° C; (c) maintaining the temperature of the first mash (M1) in a first temperature range (TB1) for a predetermined first time period (t1); (d) setting the temperature of the first mash (M1) to a second temperature (T2) within a temperature range between 0 and 80 ° C, the second temperature (T2) being less than the first temperature (T1); (e) mixing the resulting first mash (M1) with an enzyme-containing substrate (ES) containing a second mash (M2), or produced from the second mash (M2), or from the second mash (M2) and / or a product (ME) produced from the second mash (M2), the second mash (M2) being obtained using plant material and water and containing starch of vegetable origin, the enzyme - containing substrate (ES) and each of the second mash (M2) has not been heated above 90 ° C, the enzyme-containing substrate (ES), when mixed with the first mash (M1), having a temperature equal to or less than the second temperature (T2); and (f) maintaining the temperature of the mixture resulting from step (e) at a temperature within the second temperature range (TB2) for a predetermined second time period (t2). Moreover, the invention also relates to a corresponding device and corresponding uses.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Maische bei der Gewinnung von Ethanol aus pflanzlichen, vorzugsweise stärkehaltigen, Rohstoffen nach Anspruch 1, eine Vorrichtung zum Behandeln einer Maische bei der Gewinnung von Ethanol aus pflanzlichen, vorzugsweise stärkehaltigen, Rohstoffen nach Anspruch 7, und eine entsprechende Verwendung nach Anspruch 10.The invention relates to a method for treating a mash in the recovery of ethanol from vegetable, preferably starchy, raw materials according to claim 1, a device for treating a mash in the recovery of ethanol from vegetable, preferably starchy, raw materials according to claim 7, and a corresponding Use according to claim 10.
Stand der TechnikState of the art
Bei der Herstellung von Ethanol aus pflanzlichen Rohstoffen, auch als Bioethanol bezeichnet, werden oftmals Rohstoffe eingesetzt, die pflanzliche Stärke enthalten. Um diese der Ethanolherstellung zugänglich zu machen, wird der Rohstoff zunächst mechanisch zerkleinert, beispielsweise durch Vermahlung. Danach erfolgt ein Mischen mit Wasser, wobei die sogenannte Maische entsteht. Die festen Bestandteile der Maische nehmen unter Erwärmen Wasser auf, wodurch sie quellen. Anschließend erfolgt unter weiterem Erwärmen der Maische ein thermischer Aufschluss der in der Maische enthaltenen Stärke, zumeist bei 90 bis 95°C, wobei die Starke durch rohstoffeigene oder zugesetzte α-Amylase einem ersten Abbau bzw. einer Freisetzung unterzogen wird. Diese auch als Verkleisterung bzw. Verflüssigung bezeichneten Vorgänge sind erforderlich, um die Stärkemoleküle dem weiteren Abbau zugänglich zu machen. Nach einer bestimmten Temperaturrast wird die Maische auf 55°C oder darunter gekühlt.In the production of ethanol from vegetable raw materials, also referred to as bioethanol, raw materials are often used which contain vegetable starch. In order to make these accessible to ethanol production, the raw material is first mechanically comminuted, for example by grinding. Thereafter, mixing with water, whereby the so-called mash is formed. The solid components of the mash absorb water under heating, causing them to swell. Subsequently, with further heating of the mash, a thermal digestion of the starch contained in the mash, usually at 90 to 95 ° C, wherein the starch is subjected to a first degradation or release by raw material or added α-amylase. These operations, also referred to as gelatinization or liquefaction, are required in order to make the starch molecules available for further degradation. After a certain temperature rest, the mash is cooled to 55 ° C or below.
Im nächsten Verfahrensschritt erfolgt eine enzymatische Verzuckerung der in der Maische nun frei vorliegenden Stärke, üblicherweise in einem Temperaturfenster von 50 bis 55°C. Dies wird durch die Zugabe von insbesondere isolierten und aufbereiteten, kommerziell erhältlichen Fremdenzymen, insbesondere β-Amylase, bewerkstelligt, welche die Stärkemoleküle in für eine Hefe, wie beispielsweise Saccharomyces cerevisiae, verwertbare Zucker spalten. Nach einer weiteren Abkühlung der Maische auf etwa 30°C erfolgt eine alkoholische Gärung unter Einsatz geeigneter Mikroorganismen, wie beispielsweise Hefen. Zur Abtrennung und Konzentration des bei der Gärung entstandenen Ethanols kann eine Destillation, Rektifikation oder ein anderes geeignetes Trennverfahren eingesetzt werden. Danach können weitere Verfahrensschritte zur Aufbereitung des so gewonnenen Ethanols folgen.In the next process step, enzymatic saccharification of the starch which is now freely present in the mash takes place, usually in a temperature window of 50 to 55 ° C. This is accomplished by the addition of especially isolated and processed, commercially available foreign enzymes, especially β-amylase, which cleave the starch molecules into sugars useful for a yeast such as Saccharomyces cerevisiae. After further cooling of the mash to about 30 ° C is an alcoholic fermentation using suitable microorganisms, such as yeasts. For the separation and concentration of the ethanol formed during the fermentation, a distillation, rectification or another suitable separation process can be used. Thereafter, further process steps for the treatment of the ethanol thus obtained can follow.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter den vorstehend erwähnten „Fremdenzymen” jene Enzyme verstanden, die gewerblich hergestellt und kommerziell erhältlich sind und durch ein biotechnologisches Verfahren erzeugt und in einer geeigneten Weise aufbereitet, insbesondere isoliert, konzentriert und/oder gereinigt werden. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Fremdenzyme nicht aus den zur Ethanolherstellung hergenommenen pflanzlichen Rohstoffen stammen. Kommerziell erhältliche Fremdenzympräparate enthalten üblicherweise keine nennenswerten Gehalte an pflanzlicher Stärke, jedenfalls nicht in der Konzentration, wie sie typischerweise in den für die Ethanolgewinnung verwendeten Maischen vorkommen.For the purposes of this application, the enzymes mentioned above are understood to be those which are commercially prepared and commercially available and which are produced by a biotechnological process and prepared in a suitable manner, in particular isolated, concentrated and / or purified. It is particularly possible that the Fremdenzyme not come from the vegetable raw materials used for ethanol production. Commercially available foreign enzyme preparations usually contain no appreciable levels of vegetable starch, at least not in the concentration typically found in the mashes used for ethanol production.
Nachteilig bei der bisherigen Verfahrensweise ist der vorstehend beschriebene Einsatz von Fremdenzymen, welcher kostenintensiv ist. Dieser ist selbst dann erforderlich, wenn der Rohstoff ursprünglich eigene Enzyme, insbesondere β-Amylase, enthält, welche die Stärkefreisetzung oder den Stärkeabbau unterstützen könnten. Durch die Notwendigkeit der Verkleisterung bzw. Verflüssigung bei hohen Temperaturen werden die natürlicherweise ggf. vorhandenen Enzyme nämlich irreversible inaktiviert und sind so für das Verfahren in den nachfolgenden Schritten nicht mehr nutzbar.A disadvantage of the previous procedure is the use of foreign enzymes described above, which is costly. This is necessary even if the raw material originally contains its own enzymes, in particular β-amylase, which could assist in starch release or starch degradation. Due to the need for gelatinization or liquefaction at high temperatures, naturally occurring enzymes are in fact irreversibly inactivated and thus can no longer be used for the process in the subsequent steps.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, eine Vorrichtung bzw. eine Verwendung bereitzustellen, mittels welchem bzw. welcher eine Maische bei der Gewinnung von Ethanol aus pflanzlichen Rohstoffen unter Verflüssigung und Verzuckerung von darin enthaltener Stärke behandelt werden kann, wobei auf den Einsatz eines kommerziell verfügbaren Fremdenzyms teilweise oder vollständig verzichtet werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a method, apparatus or use by which a mash can be treated in the recovery of ethanol from vegetable raw materials by liquefaction and saccharification of starch contained therein, wherein the use a commercially available foreign enzyme can be waived partially or completely.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die vorstehend definierte Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.The above-defined object is achieved by the method according to claim 1.
Dabei umfasst das Verfahren zum Behandeln einer Maische bei der Gewinnung von Ethanol aus pflanzlichen Rohstoffen, wenigstens die Schritte:
- (a) Bereitstellen einer ersten Maische, wobei die erste Maische unter Verwendung von Pflanzenmaterial und Wasser gewonnen wurde, wobei die erste Maische Stärke pflanzlicher Herkunft enthält;
- (b) Erwärmen der ersten Maische auf eine erste Temperatur von wenigstens 60°C, vorzugsweise wenigstens 65°C, vorzugsweise wenigstens 70°C, vorzugsweise wenigstens 75°C, vorzugsweise wenigstens 80°C, insbesondere wenigstens 90°C;
- (c) Halten der Temperatur der ersten Maische in einem ersten Temperaturbereich für eine vorbestimmte erste Zeitspanne, wobei der erste Temperaturbereich alle Temperaturen umfasst, die von der ersten Temperatur um höchstens 15°C, vorzugsweise höchstens 10°C, insbesondere höchstens 5°C, abweichen;
- (d) Einstellen der Temperatur, insbesondere Kühlen, der aus Schritt (c) resultierenden, ersten Maische auf eine zweite Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 0 und 80°C, vorzugsweise zwischen 30 und 75°C, vorzugsweise zwischen 35 und 70°C, vorzugsweise zwischen 40 und 65°C; insbesondere zwischen 50 und 65°C; wobei die zweite Temperatur geringer als die erste Temperatur ist;
- (e) Mischen der aus Schritt (d) resultierenden, ersten Maische mit einem enzymhaltigen Substrat, wobei das enzymhaltige Substrat eine zweite Maische enthält, oder aus der zweiten Maische erzeugt worden ist, oder aus der zweiten Maische und/oder aus einem Erzeugnis, vorzugsweise einer Verdünnung, einem Auszug, Extrakt oder Konzentrat, besteht, das aus der zweiten Maische hergestellt worden ist; wobei die zweite Maische unter Verwendung von Pflanzenmaterial und Wasser gewonnen wurde; wobei die zweite Maische Stärke pflanzlicher Herkunft enthält, vorzugsweise mehr als 5 Massen-%, insbesondere mehr als 10 Massen-%, bezogen auf die Trockenmasse; wobei das enzymhaltige Substrat und die zweite Maische jeweils nicht über 90°C, vorzugsweise 85°C, vorzugsweise 80°C, vorzugsweise 75°C, vorzugsweise 70°C, insbesondere 65°C, erwärmt worden sind; wobei das enzymhaltige Substrat beim Mischen mit der ersten Maische eine Temperatur aufweist, die gleich oder kleiner der zweiten Temperatur ist oder innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs ist, wobei der zweite Temperaturbereich alle Temperaturen umfasst, die von der zweiten Temperatur um höchstens 25°C, vorzugsweise höchstens 20°C, vorzugsweise höchstens 15°C, vorzugsweise höchstens 10°C, insbesondere höchstens 5°C, abweichen; wobei die erste Maische beim Mischen mit dem enzymhaltigen Substrat eine Temperatur innerhalb des zweiten Temperaturbereichs aufweist; und
- (f) Halten der Temperatur des aus Schritt (e) resultierenden Gemischs auf einer Temperatur innerhalb des zweiten Temperaturbereichs für eine vorbestimmte zweite Zeitspanne.
- (a) providing a first mash, wherein the first mash has been recovered using plant material and water, the first mash containing starch of vegetable origin;
- (b) heating the first mash to a first temperature of at least 60 ° C, preferably at least 65 ° C, preferably at least 70 ° C, preferably at least 75 ° C, preferably at least 80 ° C, especially at least 90 ° C;
- (c) maintaining the temperature of the first mash in a first temperature range for a predetermined first time period, the first temperature range including all temperatures from the first temperature of at most 15 ° C, preferably at most 10 ° C, in particular at most 5 ° C, differ;
- (d) adjusting the temperature, in particular cooling, of the first mash resulting from step (c) to a second temperature within a temperature range between 0 and 80 ° C, preferably between 30 and 75 ° C, preferably between 35 and 70 ° C, preferably between 40 and 65 ° C; in particular between 50 and 65 ° C; wherein the second temperature is less than the first temperature;
- (e) mixing the first mash resulting from step (d) with an enzyme-containing substrate, wherein the enzyme-containing substrate contains a second mash, or has been produced from the second mash, or from the second mash and / or from a product, preferably a diluent, extract, extract or concentrate made from the second mash; wherein the second mash was recovered using plant material and water; wherein the second mash contains starch of vegetable origin, preferably more than 5% by mass, in particular more than 10% by mass, based on the dry matter; wherein the enzyme-containing substrate and the second mash are each not heated above 90 ° C, preferably 85 ° C, preferably 80 ° C, preferably 75 ° C, preferably 70 ° C, especially 65 ° C; wherein the enzyme-containing substrate when mixed with the first mash has a temperature equal to or less than the second temperature or within a second temperature range, wherein the second temperature range includes all temperatures from the second temperature by at most 25 ° C, preferably at most 20 ° C, preferably at most 15 ° C, preferably at most 10 ° C, in particular at most 5 ° C, deviate; wherein the first mash, when mixing with the enzyme-containing substrate, has a temperature within the second temperature range; and
- (f) maintaining the temperature of the mixture resulting from step (e) at a temperature within the second temperature range for a predetermined second period of time.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt nach dem Abkühlen der verkleisterten und verflüssigten, ersten Maische ein Mischen derselben mit einem enzymhaltigen Substrat. Letzteres enthält oder entstammt einer zweiten Maische und/oder besteht aus einem Erzeugnis, wie beispielsweise einer Verdünnung, einem Auszug, Extrakt oder ein Konzentrat, das aus der zweiten Maische hergestellt worden ist. Die zweite Maische wird unter Verwendung von zerkleinertem Pflanzenmaterial und Wasser gewonnen und enthält Stärke pflanzlicher Herkunft. Vorzugsweise kann die zweite Maische aus den gleichen pflanzlichen Rohstoffen wie die erste Maische hergestellt sein oder eine mit der ersten Maische vor dem Erwärmen gemäß Schritt (b) identische Zusammensetzung aufweisen oder ein Teilvolumen der ersten Maische sein, welches vor dem Erwärmen gemäß Schritt (b) abgetrennt wurde.In the method according to the invention, after cooling the gelatinized and liquefied, first mash, the same is mixed with an enzyme-containing substrate. The latter contains or derives from a second mash and / or consists of a product such as a dilution, extract, extract or concentrate made from the second mash. The second mash is obtained using crushed plant material and water and contains starch of plant origin. Preferably, the second mash may be made from the same vegetable raw materials as the first mash, or may have a composition identical to the first mash before heating according to step (b), or be a partial volume of the first mash which before heating according to step (b). was separated.
Die Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt. Die zweite Maische kann aber auch aus pflanzlichem Material hergestellt sein, das ganz oder teilweise nicht zur Herstellung der ersten Maische verwendet wird.However, the invention is not limited thereto. The second mash may also be made of vegetable material, which is not used wholly or partly for the production of the first mash.
Das enzymhaltige Substrat kann beispielsweise durch Verdünnen, Einengen und/oder andere, übliche Verfahrenstechniken aus der zweiten Maische gewonnen werden.The enzyme-containing substrate can be obtained, for example, from the second mash by dilution, concentration and / or other conventional techniques.
Da das enzymhaltige Substrat und die zweite Maische als deren Vorstufe jeweils zu keinem Zeitpunkt über eine relevante Zeitspanne über 90°C, vorzugsweise 85°C, vorzugsweise 80°C vorzugsweise 75°C, vorzugsweise 70°C, insbesondere 65°C, erwärmt worden sind, fand in diesen Subtraten auch keine oder keine nennenswerte thermisch bedingte Inaktivierung der natürlicherweise vorhandenen Enzyme statt, die für die enzymatische Verzuckerung relevant sind, insbesondere die β-Amylase und Enzyme mit ähnlicher Funktion. Auch zum Zeitpunkt des Mischens des enzymhaltigen Substrats mit der ersten Maische weist das enzymhaltige Substrat eine Temperatur auf, die gleich oder kleiner der zweiten Temperatur oder innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs ist, wobei der zweite Temperaturbereich alle Temperaturen umfasst, die von der zweiten Temperatur von um höchstens 25°C, vorzugsweise höchstens 20°C, vorzugsweise höchstens 15°C, vorzugsweise höchstens 10°C, insbesondere höchstens 5°C, abweichen. Auch die erste Maische weist beim Mischen mit dem enzymhaltigen Substrat eine Temperatur innerhalb dieses zweiten Temperaturbereichs auf.Since the enzyme-containing substrate and the second mash as their precursor at any time for a relevant period of time above 90 ° C, preferably 85 ° C, preferably 80 ° C, preferably 75 ° C, preferably 70 ° C, especially 65 ° C, heated In these subtrates, no or no appreciable thermally induced inactivation of the naturally occurring enzymes relevant for enzymatic saccharification took place, in particular the β-amylase and enzymes with similar function. Also at the time of mixing the enzyme-containing substrate with the first mash, the enzyme-containing substrate has a temperature equal to or less than the second temperature or within a second temperature range, wherein the second temperature range includes all temperatures from the second temperature of at most 25 ° C, preferably at most 20 ° C, preferably at most 15 ° C, preferably at most 10 ° C, in particular at most 5 ° C, deviate. The first mash, when mixed with the enzyme-containing substrate, also has a temperature within this second temperature range.
Durch die zuletzt genannten Maßnahmen der Temperaturbeschränkung der ersten Maische und des enzymhaltigen Substrats beim Mischen und beim Einwirken der mit dem Substrat eingebrachten Enzyme wird eine ausreichende Funktion jener Enzyme für eine effektive Verzuckerung der Stärke auch ohne Zugabe von Fremdenzymen sichergestellt.By the latter measures of limiting the temperature of the first mash and the enzyme-containing substrate during mixing and the action of the enzymes introduced with the substrate, a sufficient function of those enzymes for effective saccharification of the starch is ensured even without the addition of foreign enzymes.
Es ist ferner im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass das für die erste Maische nach Schritt (d) des Verfahrens und insbesondere das für das enzymhaltige Substrat kritische Temperaturniveau zeitlich begrenzt sogar erreicht oder überschritten werden kann, solange die Inaktivierung des relevanten Enzyms oder der relevanten Enzyme, insbesondere der β-Amylase, nicht in dem Umfang stattfindet, dass deren bestimmungsgemäße Nutzung (Verzuckerung) im Sinne der Erfindung nicht mehr gegeben wäre. So kann im Sinne der Erfindung das enzymhaltige Substrat oder die zweite Maische jeder thermischen Belastung, definiert als Kombination oder Produkt aus Temperatur und Einwirkzeit bei dieser Temperatur, ausgesetzt sein, solange die vorhandene Enzymaktivität wenigstens eines der für die Verzuckerung relevanten Enzyme jeweils um nicht mehr als 40%, vorzugsweise 30%, insbesondere 20%, gegenüber der vor der thermischen Belastung vorhandenen Enzymaktivität absinkt.It is further within the meaning of the present invention that the temperature level critical for the first mash after step (d) of the process and in particular for the enzyme-containing substrate can even be reached or exceeded for a limited time, as long as the inactivation of the relevant enzyme or of the relevant enzymes , In particular, the β-amylase, does not take place to the extent that their intended use (saccharification) in the context of the invention would no longer exist. Thus, for the purposes of the invention, the enzyme-containing substrate or the second mash may be exposed to any thermal stress, defined as a combination or product of temperature and exposure time at this temperature, as long as the enzyme activity of at least one of the enzymes relevant for the saccharification is not more than 40%, preferably 30%, in particular 20%, compared to the present before the thermal stress enzyme activity decreases.
In Schritt (c) des Verfahrens wird die vorbestimmte erste Zeitspanne so gewählt, bis der gewünschte Verkleisterungs-/Verflüssigungseffekt eingetreten ist, vorzugsweise zwischen 2 min und mehreren Stunden, vorzugsweise 5 min bis 2 Stunden, insbesondere 5 bis 60 min.In step (c) of the method, the predetermined first time period is selected until the desired gelatinizing / liquefaction effect has occurred, preferably between 2 minutes and several hours, preferably 5 minutes to 2 hours, especially 5 to 60 minutes.
In Schritt (f) des Verfahrens wird die vorbestimmte zweite Zeitspanne so gewählt, bis der gewünschte Verzuckerungseffekt eingetreten ist, vorzugsweise zwischen 5 min und mehreren Stunden, vorzugsweise 10 min bis 2 Stunden, insbesondere 20 bis 60 min.In step (f) of the method, the predetermined second time period is chosen until the desired saccharification effect has occurred, preferably between 5 minutes and several hours, preferably 10 minutes to 2 hours, in particular 20 to 60 minutes.
Erfindungsgemäß kann die zweite Temperatur oder die Temperatur des enzymhaltigen Substrats beim Mischen (Schritt (e)) so gewählt werden, dass diese in der Nähe (±10°C, vorzugsweise ±5°C) des Temperaturoptimums wenigstens eines der verzuckernden Enzyme liegt. Alternativ kann der zweite Temperaturbereich so gewählt werden, dass er das Temperaturoptimum wenigstens eines der verzuckernden Enzyme, vorzugsweise aller an der Verzuckerung beteiligten Enzyme, umfasst. Dies hat den Vorteil einer schnellen enzymatischen Umsetzung, d. h., der Verzuckerung der Stärke, und damit einer verkürzten Verfahrensdauer.According to the invention, the second temperature or the temperature of the enzyme-containing substrate during mixing (step (e)) can be chosen such that it is close to (± 10 ° C., preferably ± 5 ° C.) the temperature optimum of at least one of the saccharifying enzymes. Alternatively, the second temperature range may be selected to include the temperature optimum of at least one of the saccharifying enzymes, preferably all of the enzymes involved in the saccharification. This has the advantage of rapid enzymatic conversion, i. h., the saccharification of the starch, and thus a shortened process duration.
Insgesamt kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mithilfe der aus dem enzymhaltigen Substrat stammenden Enzyme eine hinreichende Verzuckerung der in den vorausgehenden Schritten freigesetzten Stärke erzielt werden, ohne dass kommerzielle Fremdenzyme, wie vorstehend definiert, zugesetzt werden müssen. Wenigstens kann die eingesetzte Menge der Fremdenzyme erheblich reduziert werden. Dabei kann das enzymhaltige Substrat kostengünstig aus einer Maische aus pflanzlichen Rohstoffen bestehen oder daraus gewonnen werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das enzymhaltige Substrat aus denselben pflanzlichen Rohstoffen wie die erste Maische gewonnen wird, so dass keine anderen Rohstoffe bereitgestellt und verarbeitet werden müssen.Overall, with the process of the present invention, sufficient saccharification of the starch released in the preceding steps can be achieved by enzymes derived from the enzyme-containing substrate without the need to add commercial alien enzymes as defined above. At least the amount of alien enzymes used can be considerably reduced. In this case, the enzyme-containing substrate can inexpensively consist of a mash of vegetable raw materials or be obtained therefrom. It is particularly advantageous if the enzyme-containing substrate is obtained from the same vegetable raw materials as the first mash, so that no other raw materials need to be prepared and processed.
Andererseits besteht bei der Bereitstellung des enzymhaltigen Substrats auf Basis anderer pflanzlicher Rohstoffe durch die gezielte Auswahl geeigneter Rohstoffe die Möglichkeit, eine vorteilhafte Menge geeigneter Enzyme und ggf. eine vorteilhafte Zusammensetzung von verschiedenen Enzymen durch das enzymhaltige Substrat bereitzustellen.On the other hand, in the provision of the enzyme-containing substrate based on other vegetable raw materials by the targeted selection of suitable raw materials, it is possible to provide an advantageous amount of suitable enzymes and optionally an advantageous composition of different enzymes by the enzyme-containing substrate.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.Advantageous developments of the method according to the invention are the subject matter of the dependent claims 2 to 6.
So kann die zweite Maische eine Teilmenge der ersten Maische aus Schritt (a) sein. Dabei kann die zweite Maische von der ersten Maische vor Durchführen des Schrittes (b) abgetrennt werden.Thus, the second mash may be a subset of the first mash of step (a). In this case, the second mash can be separated from the first mash before performing step (b).
Wenn die zweite Maische der ersten Maische vor der Enzyminaktivierung durch Erwärmen in Schritt (b) des Verfahrens entnommen wird, beispielsweise durch Abtrennen eines Teilvolumens der ersten Maische, ist die Bereitstellung des enzymhaltigen Substrats verfahrenstechnisch einfach und erfordert keine aufwendigen zusätzlichen Einrichtungen, welche über die Zubereitung der ersten Maische hinausgeht.When the second mash of the first mash is removed prior to enzyme inactivation by heating in step (b) of the process, for example by separating a partial volume of the first mash, the provision of the enzyme-containing substrate is procedurally straightforward and does not require expensive additional facilities, which over the preparation the first mash goes out.
Zudem kann die erste Maische unter Verwendung wenigstens eines stärkehaltigen Rohstoffs, vorzugsweise wenigstens eines vermälzten oder unvermälzten Getreides, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Gerste, Weizen, Mais, Hirse, Kartoffel, Topinambur, Zichorie, Roggen und Triticale, hergestellt worden ist. In addition, the first mash may have been prepared using at least one starchy raw material, preferably at least one malted or unmalted grain, preferably selected from the group consisting of barley, wheat, corn, millet, potato, Jerusalem artichoke, chicory, rye and triticale.
Analog kann die zweite Maische unter Verwendung wenigstens eines stärkehaltigen Rohstoffs, vorzugsweise wenigstens eines vermälzten oder unvermälzten Getreides, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Gerste, Weizen, Roggen, Topinambur, Zichorie, Mais, Hirse, Kartoffel und Triticale, hergestellt worden sein.Similarly, the second mash may have been prepared using at least one starchy raw material, preferably at least one malted or unmalted grain, preferably selected from the group consisting of barley, wheat, rye, Jerusalem artichoke, chicory, corn, millet, potato and triticale.
Getreide und Kartoffeln erhalten eine vergleichsweise große Menge an bei der Verflüssigung und/oder Verzuckerung von Stärke aktiven Enzymen, weshalb sie sich für die Erzeugung der ersten Maische und insbesondere eines hochaktiven enzymhaltigen Substrats besonders eignen.Cereals and potatoes receive a comparatively large amount of enzymes active in the liquefaction and / or saccharification of starch, which makes them particularly suitable for the production of the first mash and, in particular, a highly active enzyme-containing substrate.
Sofern beim Mälzungsprozeß das Malz schonend behandelt wird, also beim Darren, insbesondere im feuchten Zustand keinen übermäßig hohen Temperaturen ausgesetzt ist, eignen sich auch vermälzte Getreide ähnlich gut wie unvermälzte für die Erzeugung des enzymhaltigen Substrats.Insofar as the malt is treated gently during the malting process, ie when it is not subjected to excessively high temperatures during drying, especially when wet, malted cereals are similarly suitable as unmalted for the production of the enzyme-containing substrate.
Ferner kann wenigstens einer der Schritte (a) bis (f) unter Dispergieren oder Homogenisieren oder Rühren der ersten Maische durchgeführt werden.Further, at least one of the steps (a) to (f) may be carried out dispersing or homogenizing or stirring the first mash.
Hierdurch wird eine gleichmäßige Temperatur- und Konzentrationsverteilung innerhalb der Maische erzielt, wodurch eine gleichmäßigere thermische und enzymatische Umsetzung und damit letztlich eine höhere Ausbeute an vergärbaren Zuckern erzielt wird.As a result, a uniform temperature and concentration distribution is achieved within the mash, whereby a more uniform thermal and enzymatic reaction and thus ultimately a higher yield of fermentable sugars is achieved.
Des Weiteren kann bei der Durchführung des Verfahrens, vorzugsweise bis zum Beginn der alkoholischen Gärung der ersten Maische, ein Inkontaktbringen der ersten Maische mit Enzymen, die nicht aus der ersten Maische oder der zweiten Maische stammen, unterbleiben.Furthermore, in carrying out the process, preferably until the beginning of the alcoholic fermentation of the first mash, contacting the first mash with enzymes not derived from the first mash or the second mash can be omitted.
Durch die Verwirklichung dieses Merkmals kann auf den Einsatz von kostenträchtigen Fremdenzymen bei der Ethanolherstellung vollständig verzichtet werden.By implementing this feature can be completely dispensed with the use of costly foreign enzymes in ethanol production.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Die Vorteile ergeben sich analog zum erfindungsgemäßen Verfahren.The object of the invention is also achieved by the device according to claim 7. The advantages arise analogously to the method according to the invention.
Dabei weist die Vorrichtung zum Behandeln einer Maische bei der Gewinnung von Ethanol aus pflanzlichen Rohstoffen und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wenigstens auf:
wenigstens eine erste Einrichtung zum Bereitstellen der ersten Maische gemäß Schritt (a) und/oder zum Bereitstellen der zweiten Maische;
wenigstens eine zweite Einrichtung zum Erwärmen der ersten Maische auf die erste Temperatur gemäß Schritt (b) und/oder zum Halten der Temperatur der ersten Maische im ersten Temperaturbereich gemäß Schritt (c) und/oder zum Einstellen der Temperatur, insbesondere Kühlen, der ersten Maische auf die zweite Temperatur gemäß Schritt (d); und
wenigstens eine dritte Einrichtung zum Mischen der ersten Maische mit dem enzymhaltigen Substrat gemäß Schritt (e).In this case, the device for treating a mash in the extraction of ethanol from vegetable raw materials and for carrying out the method according to the invention at least:
at least a first device for providing the first mash according to step (a) and / or for providing the second mash;
at least one second device for heating the first mash to the first temperature according to step (b) and / or for holding the temperature of the first mash in the first temperature range according to step (c) and / or for adjusting the temperature, in particular cooling, of the first mash to the second temperature according to step (d); and
at least one third device for mixing the first mash with the enzyme-containing substrate according to step (e).
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 8 und 9. Die Vorteile ergeben sich analog zum erfindungsgemäßen Verfahren.Advantageous embodiments of the device according to the invention are the subject of the dependent claims 8 and 9. The advantages arise analogously to the method according to the invention.
So kann die Vorrichtung ferner wenigstens eine vierte Einrichtung zum Einstellen der Temperatur, insbesondere Kühlen, der ersten Maische auf die zweite Temperatur gemäß Schritt (d) aufweisen.Thus, the device may further comprise at least a fourth means for adjusting the temperature, in particular cooling, of the first mash to the second temperature according to step (d).
Ferner kann die Vorrichtung wenigstens eine fünfte Einrichtung aufweisen zum Bereitstellen der zweiten Maische, vorzugsweise zum Abtrennen einer Teilmenge der ersten Maische vor Durchführung des Schritts (b) zur Gewinnung der zweiten Maische, und vorzugsweise zum Speichern der zweiten Maische.Further, the apparatus may comprise at least a fifth means for providing the second mash, preferably for separating a subset of the first mash before performing the step (b) for obtaining the second mash, and preferably for storing the second mash.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner durch die Verwendung gemäß Anspruch 10 gelöst. Die Vorteile ergeben sich analog zum erfindungsgemäßen Verfahren.The object of the invention is further achieved by the use according to claim 10. The advantages arise analogously to the method according to the invention.
Dabei wird die Verwendung eines enzymhaltigen Substrats zum Behandeln einer ersten Maische bei der Gewinnung von Ethanol aus pflanzlichen Rohstoffen beansprucht;
wobei die erste Maische Stärke pflanzlicher Herkunft enthält;
wobei das enzymhaltige Substrat eine zweite Maische enthält, oder aus der zweiten Maische erzeugt worden ist, oder aus der zweiten Maische und/oder aus einem Erzeugnis, vorzugsweise einer Verdünnung, einem Auszug, Extrakt oder Konzentrat, besteht, das aus der zweiten Maische hergestellt worden ist;
wobei die zweite Maische unter Verwendung von Pflanzenmaterial und Wasser, vorzugsweise durch Zerkleinern des Pflanzenmaterials und Mischen des zerkleinerten Pflanzenmaterials mit Wasser, gewonnen wurde;
wobei die zweite Maische Stärke pflanzlicher Herkunft enthält, vorzugsweise mehr als 5 Massen-%, insbesondere mehr als 10 Massen-%, bezogen auf die Trockenmasse;
wobei das enzymhaltige Substrat und die zweite Maische jeweils nicht über 90°C, vorzugsweise 85°C, vorzugsweise 80°C, vorzugsweise 75°C, vorzugsweise 70°C, insbesondere 65°C, erwärmt worden sind;
wobei das enzymhaltige Substrat mit der ersten Maische nach Erwärmen der ersten Maische auf eine erste Temperatur von wenigstens 60°C, vorzugsweise wenigstens 65°C, vorzugsweise wenigstens 70°C, vorzugsweise wenigstens 75°C, vorzugsweise wenigstens 80°C, insbesondere wenigstens 90°C, Halten der Temperatur der ersten Maische in einem ersten Temperaturbereich für eine vorbestimmte erste Zeitspanne, und Einstellen der Temperatur, insbesondere Kühlen, der ersten Maische auf eine zweite Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 0 und 80°C, vorzugsweise zwischen 30 und 75°C, vorzugsweise zwischen 35 und 70°C, vorzugsweise zwischen 40 und 65°C; insbesondere zwischen 50 und 65°C, gemischt wird;
wobei das enzymhaltige Substrat beim Mischen mit der ersten Maische eine Temperatur aufweist, die gleich oder kleiner der zweiten Temperatur ist oder innerhalb eines zweiten Temperaturbereichs ist;
wobei die erste Maische beim Mischen mit dem enzymhaltigen Substrat eine Temperatur innerhalb des zweiten Temperaturbereichs aufweist;
wobei die erste Temperatur wenigstens 60°C, vorzugsweise wenigstens 65°C, vorzugsweise wenigstens 70°C, vorzugsweise wenigstens 75°C, vorzugsweise wenigstens 80°C, insbesondere wenigstens 90°C, beträgt;
wobei der erste Temperaturbereich alle Temperaturen umfasst, die von der ersten Temperatur um höchstens 15°C, vorzugsweise höchstens 10°C, insbesondere höchstens 5°C, abweichen;
wobei die zweite Temperatur innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 0 und 80°C, vorzugsweise zwischen 30 und 75°C, vorzugsweise zwischen 35 und 70°C, vorzugsweise zwischen 40 und 65°C; insbesondere zwischen 50 und 65°C, liegt; und
wobei der zweite Temperaturbereich alle Temperaturen umfasst, die von der zweiten Temperatur um höchstens 25°C, vorzugsweise höchstens 20°C, vorzugsweise höchstens 15°C, vorzugsweise höchstens 10°C, insbesondere höchstens 5°C, abweichen. The use of an enzyme-containing substrate for treating a first mash in the recovery of ethanol from vegetable raw materials is claimed;
wherein the first mash contains starch of vegetable origin;
wherein the enzyme-containing substrate comprises a second mash, or has been produced from the second mash, or consists of the second mash and / or a product, preferably a diluent, extract, extract or concentrate, prepared from the second mash is;
wherein the second mash has been recovered using plant material and water, preferably by comminuting the plant material and mixing the minced plant material with water;
wherein the second mash contains starch of vegetable origin, preferably more than 5% by mass, in particular more than 10% by mass, based on the dry matter;
wherein the enzyme-containing substrate and the second mash are each not heated above 90 ° C, preferably 85 ° C, preferably 80 ° C, preferably 75 ° C, preferably 70 ° C, especially 65 ° C;
wherein the enzyme-containing substrate with the first mash after heating the first mash to a first temperature of at least 60 ° C, preferably at least 65 ° C, preferably at least 70 ° C, preferably at least 75 ° C, preferably at least 80 ° C, in particular at least 90 ° C, maintaining the temperature of the first mash in a first temperature range for a predetermined first time period, and adjusting the temperature, in particular cooling, of the first mash to a second temperature within a temperature range between 0 and 80 ° C, preferably between 30 and 75 ° C, preferably between 35 and 70 ° C, preferably between 40 and 65 ° C; especially between 50 and 65 ° C, is mixed;
wherein the enzyme-containing substrate when mixed with the first mash has a temperature that is equal to or less than the second temperature or within a second temperature range;
wherein the first mash, when mixing with the enzyme-containing substrate, has a temperature within the second temperature range;
wherein the first temperature is at least 60 ° C, preferably at least 65 ° C, preferably at least 70 ° C, preferably at least 75 ° C, preferably at least 80 ° C, especially at least 90 ° C;
wherein the first temperature range includes all temperatures which deviate from the first temperature by at most 15 ° C, preferably at most 10 ° C, in particular at most 5 ° C;
wherein the second temperature is within a temperature range between 0 and 80 ° C, preferably between 30 and 75 ° C, preferably between 35 and 70 ° C, preferably between 40 and 65 ° C; especially between 50 and 65 ° C, lies; and
wherein the second temperature range includes all temperatures which deviate from the second temperature by at most 25 ° C, preferably at most 20 ° C, preferably at most 15 ° C, preferably at most 10 ° C, in particular at most 5 ° C.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung ist Gegenstand des abhängigen Anspruchs 11. Die Vorteile ergeben sich analog zum erfindungsgemäßen Verfahren.An advantageous embodiment of the use according to the invention is the subject of the dependent claim 11. The advantages arise analogously to the method according to the invention.
So kann die zweite Maische eine Teilmenge der ersten Maische sein. Dabei kann die zweite Maische von der ersten Maische abgetrennt werden, bevor die erste Maische auf eine erste Temperatur erwärmt wird.So the second mash may be a subset of the first mash. The second mash can be separated from the first mash before the first mash is heated to a first temperature.
Alternativen und weitere Offenbarung der ErfindungAlternatives and further disclosure of the invention
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die nachfolgend aufgeführten Temperaturbereiche und Enzyme bedeutend sein:
Die in vorstehender Tabelle angegebenen Temperaturbereiche können für die Bestimmung der ersten und zweiten Temperatur bzw. des ersten und zweiten Temperaturbereichs beim erfindungsgemäßen Verfahren herangezogen werden. Insbesondere können dabei die Temperaturbereiche (Temperaturoptima) der α-Amylase für die Bestimmung der ersten Temperatur und/oder des ersten Temperaturbereichs herangezogen werden. Ferner können die Temperaturbereiche (Temperaturoptima) der β-Amylase für die Bestimmung der zweiten Temperatur und/oder des zweiten Temperaturbereichs herangezogen werden.The temperature ranges indicated in the above table can be used for the determination of the first and second temperature or of the first and second temperature ranges in the method according to the invention. In particular, the temperature ranges (temperature optima) of the α-amylase can be used for the determination of the first temperature and / or the first temperature range. Furthermore, the temperature ranges (temperature optima) of the β-amylase can be used for the determination of the second temperature and / or the second temperature range.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Einstellen der Temperatur, insbesondere Kühlen, der Maische vorzugsweise unter Berücksichtigung der in vorstehender Tabelle wiedergegebenen Temperaturbereiche auf die zweite Temperatur zwischen 0 und 80°C, vorzugsweise 30 bis 80°C, vorzugsweise 40 bis 80°C, vorzugsweise 50 bis 78°C, vorzugsweise 55 bis 70°C, vorzugsweise 60 bis 70°C, insbesondere 62 bis 66°C, erfolgen. Der zweite Temperaturbereich kann auch auf einen im vorstehenden Satz genannten Temperaturbereich beschränkt werden.In the method according to the invention, the setting of the temperature, in particular cooling, of the mash may preferably take into account the temperature ranges given in the table above to the second temperature between 0 and 80 ° C, preferably 30 to 80 ° C, preferably 40 to 80 ° C, preferably 50 to 78 ° C, preferably 55 to 70 ° C, preferably 60 to 70 ° C, in particular 62 to 66 ° C, take place. The second temperature range may also be limited to a temperature range mentioned in the previous sentence.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann die zweite Maische bzw. das enzymhaltige Substrat derselben Maischecharge wie die erste Maische entstammen. Die Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise hierauf beschränkt. So kann die verwendete zweite Maische bzw. das enzymhaltige Substrat auch einer anderen (früheren oder späteren) Maischecharge entstammen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das enzymhaltige Substrat aus einer enzymreichen Maische, wie beispielsweise einer Allmalzmaische hervorging.In the method according to the invention, the second mash or the enzyme-containing substrate may originate from the same mash batch as the first mash. However, the invention is not necessarily limited thereto. Thus, the second mash or enzyme-containing substrate used can also originate from another (earlier or later) mash batch. It is particularly advantageous if the enzyme-containing substrate emerged from an enzyme-rich mash, such as a malt mash.
Durch eine wenigstens teilweise Befreiung des enzymatischen Substrats von Feststoffpartikeln noch vor der Zugabe, wie dies beispielsweise bei der Erzeugung eines Maischeauszugs der Fall ist, wird nach Erkenntnis der Erfinder die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bezüglich einer Verbesserung der technologischen Eigenschaften der resultierenden Maische erhöht. Hierbei beziehen sich Feststoffpartikeln insbesondere auf Malz-, Malzschrot- und Getreidepartikel.By an at least partial liberation of the enzymatic substrate of solid particles before the addition, as is the case for example in the production of a mash extract, according to the inventors, the effectiveness of the method according to the invention with respect to improving the technological properties of the resulting mash is increased. In this case, solid particles relate in particular to malt, malt meal and grain particles.
Der Begriff „Maische” bezieht sich erfindungsgemäß auf die Herstellung von Bioethanol und wird im Rahmen der Erfindung nach dem in diesem Fachgebiet üblichen Verständnis gebraucht. Es handelt sich um stärkehaltige Ausgangsstoffe.The term "mash" refers according to the invention to the production of bioethanol and is used in the context of the invention according to the usual understanding in the art. These are starchy starting materials.
Die in dieser Anmeldung angegebenen Temperaturangaben müssen nicht auf die exakten jeweiligen Temperaturen beschränkt sein. Die jeweils angegebenen Temperaturen können auch Temperaturen umfassen, welche um höchstens 2°C, vorzugsweise höchstens 1°C, von dem angegebenen Wert abweichen. So kann beispielsweise ein Wert von 80°C auch einen Bereich von 78 bis 82°C, vorzugsweise 79 bis 81°C, umfassen.The temperature data given in this application need not be limited to the exact respective temperatures. The temperatures given in each case may also include temperatures which deviate from the stated value by at most 2 ° C., preferably at most 1 ° C. For example, a value of 80 ° C may also include a range of 78 to 82 ° C, preferably 79 to 81 ° C include.
Bevorzugtes AusführungsbeispielPreferred embodiment
Eine erste Maische M1 wird durch Vermahlen von Gerstenkörnern und Mischen des Mahlgutes mit Wasser bereitgestellt. Der ersten Maische M1 wird ein Teilvolumen von 10% entnommen, welches als zweite Maische M2 bezeichnet wird. Nach Abtrennen der zweiten Maische M2 wird die restliche erste Maische M1 unter Rühren auf eine erste Temperatur T1 von zwischen 90 und 95°C erwärmt und bei dieser Temperatur für eine erste Zeitspanne von zwischen 15 und 60 min unter Rühren gehalten. Dank der in der ersten Maische M1 rohstoffseitig vorhandenen Enzyme, insbesondere α-Amylase, findet in der erste Maische M1 ein Verkleistern und Verflüssigen der Stärkemoleküle statt.A first mash M1 is provided by grinding barley grains and mixing the milled material with water. The first mash M1 is taken from a partial volume of 10%, which is referred to as second mash M2. After separating the second mash M2, the remaining first mash M1 is heated with stirring to a first temperature T1 of between 90 and 95 ° C and kept at this temperature for a first time period of between 15 and 60 minutes with stirring. Owing to the enzymes present in the first mash M1, in particular α-amylase, in the first mash M1, gelatinization and liquefaction of the starch molecules take place in the first mash M1.
Nach dem Erreichen des gewünschten Verflüssigungsgrades oder nach Ablauf der vorbestimmten ersten Zeitspanne wird die erste Maische M1 auf eine zweite Temperatur T2 von zwischen 52 und 55°C durch Kühlen eingestellt. Der ersten Maische M1 wird ein enzymhaltiges Substrat ES, das in diesem Beispiel aus der zweiten Maische M2 besteht, welche zu keinem Zeitpunkt eine Temperatur hatte, die höher als die zweite Temperatur T2 war, zugegeben, woraus ein Gemisch resultiert. Im Zeitpunkt der Zugabe war die Temperatur des enzymhaltigen Substrats ES die zweite Temperatur T2 von zwischen 52 und 55°C oder geringfügig darunter. Das Gemisch wird fortlaufend gerührt. Die im enzymhaltigen Substrat ES enthaltenen Enzyme, insbesondere β-Amylase, welche aufgrund der nicht erfolgten thermischen Belastung aktiv geblieben sind, bewirken eine Verzuckerung, d. h., für einen weiteren Abbau der Stärkemoleküle, im Gemisch. Fremdenzyme werden der ersten Maische M1 oder dem Gemisch nicht zugegeben. Das Gemisch wird unter Rühren bei der zweiten Temperatur T2 gehalten, bis der gewünschte Verzuckerungsgrad erreicht ist, vorzugsweise 30 bis 60 min. Anschließend wird das Gemisch auf 30°C abgekühlt und der Gärung und weiteren Aufbereitungsschritten zugeführt.After reaching the desired degree of liquefaction or after the expiration of the predetermined first time period, the first mash M1 is set to a second temperature T2 of between 52 and 55 ° C by cooling. The first mash M1 is added with an enzyme-containing substrate ES, which in this example consists of the second mash M2, which at no time had a temperature which was higher than the second temperature T2, resulting in a mixture. At the time of addition, the temperature of the enzyme-containing substrate ES was the second temperature T2 of between 52 and 55 ° C or slightly lower. The mixture is stirred continuously. The enzyme contained in the enzyme-containing substrate ES, in particular β-amylase, which have remained active due to the failure to thermal stress, cause saccharification, d. h., for further degradation of the starch molecules, in a mixture. Alien enzymes are not added to the first mash M1 or to the mixture. The mixture is maintained under stirring at the second temperature T2 until the desired degree of saccharification is reached, preferably 30 to 60 minutes. Subsequently, the mixture is cooled to 30 ° C and fed to the fermentation and further treatment steps.
Claims (11)
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|---|---|---|---|---|
| US20120270275A1 (en) * | 2004-07-29 | 2012-10-25 | Marcus Brian Mayhall Fenton | Systems and methods for treating biomass and calculating ethanol yield |
| US20140045227A1 (en) * | 2010-12-31 | 2014-02-13 | Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh | Efficient lignocellulose hydrolysis with integrated enzyme production |
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