Способ переработки отходов пивоваренного производства

(51) 23 1/06 (2006.01) 23 1/165 (2006.01) 02 9/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ отходами и зерновым сплавом пивоваренного производства,зерновыми отходами других производств, лузгой ячменной, овсяной, просяной,подсолнечной, отрубями рисовой, пшеничной,кукурузной, ржаной, оболочками гречневой, соевой,и т.д. Затем смесь подвергается гидродинамической кавитации в течении 45-60 минут до приобретения смеси гомогенного состояния с размерами частиц 60- 300 мкм и температуры 55 С (оптимальной для ферментации) с последующей ферментацией закваской Леснова в течении 3-4 часов и сушкой до влажности 10-13.(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА(57) Изобретение относится к переработке отходов пивоваренного производства на кормовые цели. Способ переработки отходов пивоваренного производства, включает обезвоживание пивной дробины влажностью 75 - 88 до влажности 65 посредством смешивания с другими растительными отходами влажностью 10-15, например зерновыми Изобретение относится к переработке отходов пивоваренного производства на кормовые цели. Пивная дробина влажностью 88 образуется в количестве 35 к объему произведенного пива и является основным отходом пивоваренного производства. Однако при сухой выгрузке в накопительный бункер с сетчатым дном, после стекания свободной воды, пивная дробина приобретает влажность 75. Свежая пивная дробина состоит из оболочек зерна размером 3-5 мм и частиц ядер зерна, которые содержат 5-7 белков (сырого протеина), 3,5 - 4 сырой клетчатки (Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности и охрана окружающей среды. Справочник /Под общей редакцией акад. РАСХН Е.И. Сизенко, Москва Пищепромиздат 1999 г., с. 183-187). Однако в свежем виде пивная дробина закисает и плесневеет через 24 часа и поэтому ее подвергают сушке. В высушенной до влажности 8-10 пивной дробине содержание сырого протеина находится в пределах 23 , а сырой клетчатки в пределах 13. Для повышения питательности пивной дробины используют различные способы,в т.ч. микробиологические,основанные на культивирование различных микроорганизмов на питательной среде. Микробиологическая ферментация наряду с разрушением клетчатки до моно сахаров,увеличивает его белковую составляющую, за счет размножения целюлозолетической,пектолетической, амилолетической и другой полезной микрофлоры. При производстве пива также образуются,к объему производимого пива зерновые отходы влажностью 15- 0,84 сплав зерновой влажностью 15 после подсушки - 0,25. Данные отходы содержат большое количество клетчатки и незначительное количество сырого протеина и поэтому являются малоценным кормом. Известен способ получения белкововитаминного корма, заключающийся в инкубации микроорганизмов на питательной среде,содержащей минеральные соли и источник углевода в виде отхода производства - зерна, мукомольных отходов, крахмальных отходов, спиртовой барды,пивной дробины, плодовых выжимок. При этом целевой продукт с повышенной биологической ценностью, обогащенный живыми клетками, находящимися в активной фазе роста,получают инкубацией пары микроорганизмов на питательной среде в течение 3-23,9 ч, а целевой продукт с повышенным содержанием белка получают их инкубацией в течение 24-50 ч. (Патент РФ 2243678, кл. А 23 К 1/06, 12 1/16, С 12 Р 21/00. 02.07.2003). Недостатком способа является длительность процесса инкубации - 24-50 часов. Известен способ использования закваски Леснова в кормосмеси (Патент РФ 2122330, кл. А 23 К 1/12. Дата публ. 27.11.1998), включающий измельчение, увлажнение растительного сырья кочерыжек кукурузы,сахарной свеклы,хлопчатника, шелуха зерен, камыша, обрезки садов и виноградников и так далее) водой или паром до 45- 75, подогрев до температуре 40-80 С, внесение закваски и выдержку (ферментацию) в течении 12 ч. Закваска Леснова содержит мицелии целлюлозолитических,пектолитических и амилолитических микрогрибов и готовят ее на основе рубцовой жидкости крупного рогатого скота или лося. При этом мицелии не только воздействует на клетчатку корма с последующим разложением на глюкозу и мальтозу, но и в присутствии азота способствует наращиванию микробного белка,который усваивается животными почти на 20 больше, чем белки растительного или животного происхождения. Оптимальными для ферментации закваской Леснова считаются влажность и температура соответственно 55 и 55 С. В целом данный способ позволяет повысить питательность растительных кормов, а именно увеличить белковую составляющую с незаменимыми аминокислотами в полтора и более раз, снизить содержание клетчатки прямо пропорционально увеличению моносахаров,синтезировать витамины группы Д, В, Е, К, Н, . Недостатком способа является длительность процесса выдержки (ферментации) - более 10- 12 часов. Известен способ переработки пивной дробины в кормовую добавку , включающий обезвоживание пивной дробины влажностью 88 центрифугированием или прессованием до влажности 60, подогревом, например паром до температуры 40-60 и ферментацией закваской Леснова в течении 6-12 часов, с последующей сушкой до влажности 6-12 (предварит, патент 16531, кл. А 23 К 1/06, А 23 К 1/165 опубл. 15.12.2005,бюл.12) (прототип). Недостатком способа является длительность процесса выдержки (ферментации) - более 6-12 часов. Так же недостатком способа является обезвоживание пивной дробины влажностью 88 до влажности. 60 центрифугированием или прессованием, снижающим ее питательность, т.к. в этом случае теряется от 15 до 20 питательных веществ аминокислот,и витаминов,микроэлементов, уходящих в жидкую фракцию сбрасываемую в канализацию или поля фильтрации,что в свою очередь отрицательно влияет на экологию окружающей среды. Другим недостатком способа является нагрев паром обезвоженной пивной дробины до температуры 40-60 С, что требует больших энергозатрат для производства пара. Известен способ переработки пивной дробины,согласно которому, за счет ввода сухих минеральных солей и малоценных кормов,влажность пивной дробины снижается с 70-78 до 55-65, а нагрев до температуры 40-60 С осуществляется отходящими газами барабанной сушилки. При этом ферментация закваской Леснова осуществляется в течении 10 -12 часов (Леснов А.П. Эффективная технология переработки пивной дробины с использованием универсальной закваски Леснова / Ж. Ценовик 1 2007 г., М, стр. 21-22)(прототип). Недостатком способа является длительность процесса выдержки (ферментации) - более 10-12 часов. Так же недостатком способа является использование отходящих газов барабанной сушилки для нагрева пивной дробины до 40-60 С,т.к. в начале процесса, когда еще отсутствует ферментированная дробина для сушки, тепло барабанной сушилки в течении 10-12 часов полностью работает только на нагрев пивной дробины до температуры 40 - 60 С и поддержания данной температуры в ферментере, и только по окончании ферментации барабанная сушилка начинает работать по назначению, что приводит к перерасходу горючего барабанной сушилки,например мазута. Для снижения влажности пивной дробины с 7078 до 55-65 в частности используют отходы,например мукомольного производства - отруби,мучную пыль и др. (А.П. Леснов,А.Г., Пузанков,Э.П.Кузиев Производство кормового белка из отходов спиртовых и пивоваренных заводов / Журнал Промышленное и племенное свиноводство 5 2007 г., М, с. 36-37). Известен способ приготовления кормов переработкой сельскохозяйственных продуктов,согласно которому сельскохозяйственные продукты и вода в определенной пропорции подаются в бункер кавтационной установки и затем подвергаются гидродинамическому,кавитационному и тепловому воздействию до достижения перерабатываемой массы гомогенного состояния и температуры 50-70 С (Патент России 2261621, А 23 К 1/14, 23 17/00, В 02 С 9/04, от 10.10.2005 г.) (прототип). При таком способе, энергия гидродинамической кавитации расходуется на дробление частиц смеси и ее нагрев, а это приводит к структурным изменениям смеси, а именно к постепенному уменьшению размеров частиц смеси, уменьшению содержания в ней клетчатки, уничтожению токсичных грибков и постепенному ее нагреву. В результате такого воздействия в смеси полностью сохраняются витамины и микроэлементы. При достижении температур 50-70 С процесс приготовления обрабатываемого объема завершается. Полученный корм обладает высоким качеством, мягкостью, хорошей усвояемостью за счет структурных преобразований исходного сырья. Для приготовления корма данным способом,например из зерновых культур, в бункер установки наливают, например 13 л воды и добавляют 7 кг зерновой смеси (т.е. соотношение воды и зерна 21),а оптимальный температурный режим обработки зерна с водой составляет 60 С. В качестве исходного сырья, кроме зерновых,также используются силос, солома, зеленая масса,корнеплоды и доброкачественные пищевые отходы, которые подвергают предварительному измельчению до размеров частиц 10-18 мм. Недостатком данного способа является то, что за счет обеззараживания и более тонкого измельчения повышается в основном только качество корма, а не питательность, т.к. при таком способе переработки в корме не увеличивается содержание белка и не синтезируются витамины. Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание способа переработки отходов пивоваренного производства, позволяющего в условиях пивоваренных предприятий с меньшими затратами средств и времени осуществлять твердофазную ферментацию пивной дробины закваской Леснова для повышения ее питательности посредством наращивания микробного белка и синтеза витаминов. Технический результат достигается тем, что пивная дробина влажностью 75-88,предварительно обезвоженная до влажности 65 посредством смешивания с другими растительными отходами,подвергается гидродинамической кавитации в течении 45-60 минут до приобретения гомогенной структуры и температуры 55 С,оптимальной для последующей ферментации закваской Леснова . Использование способа позволяет сократить время ферментации отходов пивоваренного производства закваской Леснова более чем в 1,5 -2 раза, что соответствует критерию изобретательский уровень. Способ переработки отходов пивоваренного производства осуществляют следующим образом. Исходное сырье, пивная дробина влажностью 75- 88 , смешивается с другими растительными отходами влажностью 10-15, например зерновыми отходами и зерновым сплавом пивоваренного производства,зерновыми отходами других производств, лузгой ячменной, овсяной, просяной,подсолнечной, отрубями рисовой, пшеничной,кукурузной, ржаной, оболочками гречневой, соевой,и т.д., в количестве, позволяющему снизить влажность пивной дробины до влажности 65 . Затем смесь подвергается гидродинамической кавитации,а именно гидродинамическому,кавитационному и тепловому воздействию до приобретения смеси гомогенного состояния с размерами частиц 60 -300 мкм и температуры 55 С(оптимальной для ферментации закваской Леснова),ферментацией закваской Леснова в течении 3-4 часов и сушкой до влажности 8-13. Обезвоживание пивной дробины до 65 обусловлено следующими причинами. Ферментацию кормов закваской Леснова производят при их влажности 45-75. При этом оптимальным является влажность 55. Однако при такой влажности корма, кавитационные аппараты работают с перегрузкой и для их нормальной работы оптимальной является влажность 65-70. В то же время влажность в 70 намного превышает оптимальную влажность 55. Поэтому оптимальным,как для гидродинамической кавитации,так и для ферментации закваской Леснова,является влажность 65. Гидродинамическое, кавитационное и тепловое воздействие осуществляют в течении 45-60 минут до приобретения смесью гомогенного состояния и температуры 55 С - оптимальной для ферментации,что приводит к уменьшению размеров частиц смеси до 60-300 мкм, структурным изменениям,уменьшению содержания клетчатки,перемешиванию и нагреву смеси до 55 С. В связи с тем, что частицы пивной дробины и отходов размером 3 -5 мм измельчаются до размеров 60-300 мкм (т.е. уменьшаются в 10-15 раз),процесс воздействия микроорганизмов закваски Леснова на клетчатку смеси с последующим разложением их на глюкозу и мальтозу протекает в 1,5-2 раза интенсивнее. В результате процесс ферментации сокращается во столько же раз и осуществляется за 3-4 часа. При этом содержание сырого протеина в кормовой смеси из пивной дробины и отходов увеличивается с начальной 23 до конечной 38 ,сырая клетчатка уменьшилась с первоначальной 16 до конечной 10. Дополнительно кормовая смесь после ферментации обогащается витаминами группы Д, В, Е, К, Н, РР, тем самым повышается ее питательность более чем в 1,5 раза. Процесс обезвоживания и нагрева контролируется соответственно влагомером и термометром. При избытке влаги больше 65, в смесь досыпают дополнительное количество сухих отходов,а при недостатке-добавляется дополнительное количество влажной пивной дробины. Пример 1. 1000 кг. пивной дробины влажностью 88 смешивается с 450 кг. зерновых отходов и зерновым сплавом пивоваренного производства влажностью 15. Полученная смесь влажностью 65 подвергается гидродинамической кавитации в течении 45 минут до достижения гомогенной структуры с размерами частиц 60-300 мкм. и температуры 55 С, а затем нагретая смесь подвергается ферментации закваской Леснова в течении 3 часов и.сушкой до влажности 8 . Готовый корм обогащается витаминами группы Д, В, Е, К, Н, РР, содержание сырого протеина в нем увеличивается с первоначальной 23 до конечной 38 . При этом процесс ферментации сокращен более чем в 2 раза. Пример 2. 1000 кг пивной дробины влажностью 75 смешивается с 200 кг лузги ячменной влажностью 13 . Полученная смесь влажностью 65 подвергают гидродинамической кавитации в течении 60 минут до достижения им гомогенного состояния и температуры 55 С, а затем нагретая смесь подвергается ферментации закваской Леснова в течении 4 часов с последующей сушкой до влажности 10. Готовый корм содержит 35 сырого протеина и в те же витамины. При этом процесс ферментации сокращен более чем в 1,5 раза. Пример 3. 1000 кг, пивной дробины влажностью 75 смешивается со 150 кг соевых оболочек влажностью 10 . Полученная смесь влажностью 65 подвергают гидродинамической кавитации в течении 45 минут до достижения им гомогенного состояния и температуры 55 С, а затем нагретая смесь подвергается ферментации закваской Леснова в течении 3 часов с последующей сушкой до влажности 13. Готовый корм содержит 42 сырого протеина и те же витамины. При этом процесс ферментации сокращен более чем в 2 раза. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки отходов пивоваренного производства, включающий обезвоживание пивной дробины, нагрев и ферментацию закваской Леснова с последующей сушкой, отличающийся тем, что после обезвоживания пивной дробины до влажности 65 посредством добавления растительных отходов различных производств, данную смесь подвергают гидродинамическому, кавитационному и тепловому воздействию до достижения гомогенного состояния с размером частиц 60-300 мкм и температуры 55 С,оптимальной для ферментации закваской Леснова.