Bioethanol is one of the most promising alternatives to fossil fuels and can be produced from various renewable sources rich in carbohydrates. A priority direction of biotechnological research is the development of new resource-saving technologies of bioethanol production. For effective bioconversion of carbohydrate-containing raw materials into bioethanol, it is advisable to optimise the technological parameters of fermenting highly concentrated wort obtained from grain raw materials. Laboratory experimental studies of the samples according to the newly developed technology have helped to substuntiate the technological parameters of fermenting highly concentrated wort and establishing the regular patterns in how the ethanol concentration in fermented washes changes depending on the initial concentration of dry matter in the wort, the industrial yeast concentration, and the fermentation temperature. Grain wort was fermented with the osmophilic thermotolerant race of distiller’s yeast Saccharomyces cerevisiae DО–16 (IMB Y-5099) at 32–37°C. The initial concentration of dry matter was 26–30%. To optimise the technological parameters of the process of fermenting highly concentrated grain wort, an experiment was designed, which resulted in building mathematical models. To obtain the second-order regression equations in natural form, the basic level of each technological parameter of the process and its variability interval were determined. The mathematical model developed makes it possible to calculate the ethanol concentration depending on the initial concentration of the wort, the concentration of industrial yeast, and the fermentation temperature. Fermentation of highly concentrated wort for bioethanol production was optimised according to the equations of the mathematical model. It has been established that to synthesise the maximum alcohol concentration in washes using the highly concentrated wort fermentation technology, the wort concentration should be 30% of dry matter, the concentration of industrial yeast 40 million/cm³, and the temperature of the main fermentation 35°C.

цільового продукту біосинтезу (біомаси) необхідно розробити оптимальні технологічні параметри культивування виробничих дріжджів Saccharomyces cerevisiae для зброджування зернового сусла високих концентрацій. Підвищення концентрації сухих речовин зброджуваного сусла і спирту в бражках призводить до сповільнення процесів синтезу дріжджових клітин та зброджування. Тому, необхно дослідити вплив технологічних параметрів культивування виробничих дріжджів для синтезу необхідної концентрації дріжджових клітин з високої біохімічною активністю. Культивування виробничих дріжджів проводили осмофільною термотолерантною расою спиртових дріжджів Saccharomyces cerevisiae ДО–16 (IMB Y – 5099) за температури 30, 32, 35 та 37°С. Початкова концентрація сухих речовин становила 20, 24 та 28%, концентрація амінного азоту становила 0.5, 0.7 та 0.9 г/дм³. Для підбору технологічних параметрів процесу культивування виробничих дріжджів для зброджування сусла високих концентрацій та встановлення закономірностей зміни провели лабораторні експериментальні дослідження зразків за розробленою технологією. У даній роботі досліджується ступінь впливу на синтез дріжджових клітин різних параметрів процесу в їх взаємодії, проводиться встановлення багатофакторної залежності, використовуючи методи математичного планування експерименту. Культивування виробничих спиртових дріжджів Saccharomyces cerevisiae ДО-16 проводили в умовах періодичної культури. Як фактори варіювання застосовували: початкову концентрацію сухих речовин сусла, концентрацію амінного азоту, температуру культивування. Створена математична модель дає можливість розрахувати концентрацію виробничих дріжджів залежно від початкової концентрації сусла, концентрації амінного азоту та температури бродіння. За рівняннями математичної моделі здійснено оптимізацію процесу зброджування сусла високих концентрацій для виробництва біоетанолу. З використанням програмного забезпечення Origin знайшли оптимальні значення технологічних параметрів біосинтезу дріжджових клітин: концентрація сухих речовин зернового сусла 28%, температура культивування 30–32°С, концентрація амінного азоту 0,7 г/дм³.

No abstract