Технология пищевых производств
ПРОИЗВОДСТВО ЭТИЛОВОГО СПИРТА
Этиловый спирт (винный спирт, этанол) широко используется в различных отраслях народного хозяйства. В технических отраслях используется технический этиловый спирт, получаемый і(з этиленсодержаших газов, древесины и отходов производства целлюлозы. В отраслях пищевой промышленности (консервная и витаминная, виноделие, производство ликеро-водочных изделий), а также в медицинской промышленности используется пищевой спирт, получаемый из пищевого сырья.
Этиловый спирт представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом. Он смешивается с водой в любых соотношениях. Температура кипения спирта при нормальном давлении 78,3°С, температура замерзания минус 117°С. Этиловый спирт гигроскопичен, поглощает влагу из воздуха, из растительных и животных тканей, вызывая их разрушение. Химически чистый этиловый спирт имеет нейтральную реакцию; спирт, вырабатываемый пищевой промышленностью, имеет слабокислую реакцию, обусловленную присутствием органических кислот. Спирт и его крепкие водные растворы легко воспламеняются и горят пекоптящим пламенем. Пары спирта вредны для человека, предельно допустимая их концентрация в воздухе I мг/л. Спирт взрывоопасен.
Существует два способа получения спирта: биохимический (микробиологический) и химический. В основе первого способа лежит сбраживание Сахаров дрожжами. По второму спирт получают из этилена путем его гидратации.
Биохимическим путем спирт получают из растительного сырья, содержащего большие количества углеводов.
Технология производства спирта (рис. 6.1) состоит из следующих стадий:
1) подготовка крахмалсодержащего сырья и осахаривающих материалов;
2) разваривание крахмалсодержащего сырья;
3) осахаривание крахмалсодержащего сырья;
4) культивирование дрожжей;
5) сбраживание осахапенной массы (на рис. 6.1 эта стадия обозначена «Возбраживание сусла»);
6) извлечение спирта из бражки и его очистка.
Спирт-рек - Сивушные Зірироальде - Барда Лютерноя тиірикот масла гидная води Фрикция Рис. 6.1. Принципиальная технологическая схема производства спирта из зерна и картофеля |
Сырье спиртового производства
Основным видом сырья в производстве пищевого спирта является растительное сырье, богатое крахмалом (зерновые культуры, картофель), сахаром (меласса, сахарная свекла) и клетчаткой (древесина).
Картофель — лучший вид сырья для производства спирта. С единицы посевной площади из картофеля можно получить в среднем в 3 раза больше крахмала, чем из зерновых культур, а, следовательно, и больше спирта. Кроме того, картофельный крахмал дает более высокий выход спирта. На спиртовых заводах перерабатывают технические сорта картофеля, удовлетворяющие следующим требованиям: высокая крахмалистость, высокая урожайность, стойкость к заболеваниям, устойчивость при хранении. К основным сортам, перерабатываемым на спирт, относятся Лохвицкий, Немешаевский юбилейный, Остботе, Вольт - ман и другие. Картофель, поступающий на спиртовые заводы, сортируют на полноценные клубни, закладываемые на хранение, и поврежденные, отправляемые на переработку. Хранят картофель преимущественно в буртах.
Зерновые культуры используются в спиртовом производстве, во-первых, для получения солода, необходимого для осахарива - ния крахмала, и во-вторых, непосредственно перерабатываются на спирт. Для приготовления солода используют ячмень, овес, просо, рожь, удовлетворяющие целому ряду требований (влажность, содержание сора и зерновой примеси, способность и энергия прорастания). Качество зерна, поступающего на непосредственное получение спирта, не регламентируется, но желательно, чтобы оно имело высокую крахмалистость. Для получения спирта используются рожь, пшеница, ячмень, кукуруза, овес и просо.
Химический состав зерновых злаков зависит от их сорта, почвенно-клнматических условий выращивания и других факторов. В среднем зерно злаков содержит 14—15% воды и 85—- 86% сухого вещества. Содержание крахмала в зерне пшеницы может изменяться в пределах 49—73%, ржи — 55—73%, ячменя — 45—68%, овса —24—64%, кукурузы — 61—83%, проса — 51—70%, риса — 48—68%. Общее содержание Сахаров в зрелом зерне 2—5%.
В спиртовом производстве суммарное содержание в перерабатываемом сырье крахмала и Сахаров называют крахмалистое тыо.
Как сырье для производства спирта, хлебопекарных дрожжей и других продуктов бродильных производств используется меласса, являющаяся побочным продуктом свеклосахарного производства. Она представляет собой темно-коричневую вязкую жидкость. Химический состав мелассы зависит от качества свеклы и условий ее переработки на сахарных заводах. Средний химический состав мелассы следующий (в %): вода—18—25; сахароза — 45—50; инвертный сахар — 0,5; рафиноза — 2; не - сбраживаемые вещества (несахара) —35—40. .
Предприятия спиртовой промышленности потребляют значительное количество воды. Источниками водоснабжения спиртовых заводов являются реки, пруды, артезианские скважины. Качество воды оказывает большое влияние на технологические процессы. Важным показателем качества воды является жесткость, окисляемость, .'бактериальная чистота. Различают жесткость общую, карбонатную и некарбонатную. Общая жесткость
Воды обусловлена присутствием в ней солей кальция и магния* Карбонатная жесткость (временная) обусловлена наличием гид-;! рокарбоиатов кальция и магния, которые при кипячении воды превращаются в карбонаты и выпадают в осадок. Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена наличием в воде хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния, которые при кипячении не выпадают в осадок. Общая жесткость равна сумме карбонатной и некарбонатной жесткости.
Окисляемостью воды называют способность веществ, содержащихся в воде, реагировать с окислителями. Ее выражают количеством миллиграммов кислорода, необходимого для окисления веществ, содержащихся в 1 л воды. Окнсляемость характеризует степень загрязнения воды органическими веществами.
Бактериальная чистота воды характеризуется общим числом микроорганизмов в I мл воды и числом бактерий кишечной группы.
Вода, используемая в спиртовом производстве, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к питьевой воде, кроме того, нежелательно использовать воду с высокой карбонатной жесткостью и щелочностью.