ПРОИЗВОДСТВО СПИРТНЫХ НАПИТКОВ
Сусло из сахарной свеклы
Сахарная свекла содержит значительное количество пектинов, | из которых в процессе тепловой обработку и брожения образуется | вредный для организма метиловый спирт. Кроме того, в составе I сивушных масел, образующихся в процессе ее брожения, 'J преобладают изобутиловый и н-пропиловый спирты. Поскольку I отделение названных спиртов от этилового затруднительно даже | в условиях современного промышленного производства, сахарную і свеклу перерабатывают на спирт, как правило, в смеси с ' крахмалистым сырьем или мелассой, а в чистом виде — только в крайнем случае- При этом, в последнем случае, подготовленное f; сусло перед внесением в него дрожжей обязательно подвергается обработке на вакуум-аппаратах, в процессе которой из него I удаляется часть метилового спирта и воды. Сусло готовят двумя способами: а) диффузионным, извлекая сахар путем диффузии | его в воду с последующим отделением сахарного сиропа от частиц свеклы;
Б) развариванием без отделения нерастворимого остатка от сиропа,
В обоих случаях тщательно очищеную от загрязнений свеклу измельчают и в виде стружки со средним диаметром частиц 3 — 5 мл, длиной в несколько десятков миллиметров подают на тепловую обработку.
Диффузионный способ. В основу способа положено общеизвестное физическое явление диффузии, заключающееся в способности веществ проникать друг в друга при соприкосновении вследствие самоопроизвольного движения их молекул.
В корневищах сахарной свеклы сахар находится в растворенном виде во внутренних частях содержащих его клеток. В обычных условиях окружающая растворенный сахар оболочка непроницаема для молекул сахара и ее можно разрушить либо механически, например, тщательным измельчением корня, как в случае получения крахмала из картофеля, и (или) прессованием,
Что в случае промышленного производства нецелесообразно, или тепловой обработкой.
При температурах, превышающих 60 — 65°С, непроницаемая для растворенного сахара оболочка коагулирует (сворачивается) и молекулы сахара получают возможность выйти за пределы клеток и стружки.
Практически это достигается созданием двух непрерывных встречных потоков — стружки и подогретой до температуры 65 — 70°С воды, в результате чего сахар переходит в воду. Стружка постепенно обедняется, а вода обогащается сахаром. Получившийся сироп с содержанием в нем сахара около 7 — 8% стерилизуют нагреванием до 90°С, охлаждают до 28 — 30°С и подают в бродильную емкость. Иногда стериалиэацию не производят, заменяя ее подкислением сиропа серной кислотой до кислотности 1°. Перед подачей на брожение сироп обязательно обрабатывают в вакуум-аппаратах для удаления метилового спирта. Следует отметить, что даже в условиях промышленного производства спирта доля сахара в сусле, полученном из сахарной свеклы диффузионным способом, не превышает 10 мас.%, и поэтому зрелая бражка содержит не более 4 — 5 об. % спирта. Брожение сиропа из сахарной свеклы в промышленных условиях часто осуществляют с применением прессованных дрожжей. При этом расходуют 5 г прессованных дрожжей на 1л сиропа. Брожение проводят при температуре 28 С, при этом его длительность составляет 20 — 24 часа.
Способ разваривания. При разваривании окружающая клеточный сок с растворенным в ней сахаром протоплазма сворачивается и модекулы сахара получают возможность выйти за пределы клетки и в конечном результате из стружки. В данном варианте измельченную свеклу загружают в разварник, закивают горячей водой из расчета 300 — 350 л воды на 1т свеклы, нагревают до 85 .і— 90°С и выдерживают при этой температуре 35 — 40 мин. В результате такой тепловой бработки часть клеточного сока с растворённым в нем сахаром и другими веществами переходит в воду, чем достигается одинаковая концентрация сахара в сиропе И стружке. В дальнейшем, по мере понижения концентрации сахара в сиропе, например, в результате его сбраживания, молекулы сахара из стружки непрерывно диффундируют в сироп и подвергаются сбраживанию. Подготовленную таким образом массу обрабатывают в вакуум-аппаратах, охлаждают до 28 — 30°С и подают в бродильную емкость. Известны отступления от указанных температурного и временного интервалов в сторону их уменьшения: разваривание проводят при 75 — 85°С в течение 15 — 20 мин. В результате этого сахар менее карамелизуется, что увеличивает выход этилового спирта. При этом пектиновые Вещества менее разлагаются и поэтому образуется меньше метилового спирта.
При получении сусла по методу разваривания вязкость массы оказывается более высокой, чем получаемая по диффузионному методу. Поэтому в промышленном производстве, несмотря на то, что сахарная свекла содержит сахарозу и нет необходимости в осахаривании, с целью разжижения сусла, внесения питания для дрожжей и облегчения брожения к нему зачастую добавляют солод из расчета около 0,5 — 1,0% солода от массы свеклы. Осахаривание производят при температуре 58 — 60°С в течение 10 — 15 мин. При обоих способах получения сусла в массу для питания дрожжей вносят около 0,5 — 1,0% солода, а в случае его отсутствия — около 0,1% сульфата аммония и 0,05 — 0,1% ортофосфорной кислоты от массы перерабатываемой свеклы. В случае необходимости полученную массу (сироп) подкисляют серной кислотой до рН=4,5.
Свеклу в смеси с' мелассой и крахмалсодёржащим сырьем можно перерабатывать в любых соотношения, однако, как это следует из ранее сказанного, желательно, чтобы доля последних в смеси была максимальной. При этом определяющим является требование, чтобы доля спирта в зрелой бражке была около 8 об.%. На практике используются следующие варианты получения смешанного сусла:
А) Сусло из сахарной свеклы и мелассы [19]. Подвергнутая тепловой обработке (как ранее описано) сахарная свекла или сахарный сироп из нее смешиваются с разбавленной мелассой (на 1 весовую часть мелассы 2,5 — 3 весовые части воды), прогреваются при 90 — 100°С в течение 15 — 20 мин, охлаждаются, смешиваются с азотистым и фосфорным питанием для дрожжей, подкисляются и направляются на брожение.
Б) Сусло из сахарной свеклы и крахмалсодержащего сырья [19]. Подвергнутые раздельно тепловой обработке сахарная свекла и крахмалсодержащее сырье поступают в осахариватель, где смешиваются с солодом, и при температуре 58 — 60°С крахмал осахаривается солодом. Осахаренная смесь охлаждается и, если масса картофеля составляет не менее 50%, а масса зерна не менее 20% массы свеклы, дополнительное питание для дрожжей не вносится и масса направляется на брожение. В случае, если в приготовленной смеси доля крахмалсодержащего сырья меньше указанной, вносится азотное и фосфорное питание из расчета массы "перерабатываемой свеклы.
В) Сусло из сахарной свеклы, мелассы и крахмалистого сырья [19]. Измельченная сахараная свекла, разбавленная меласса и разваренное крахмалсодержащее сырье смешиваются, прогреваются при температуре 90 — 100°С в течение 15 — 20 мин, охлаждаются до температуры 58 — 60°С и подаются в осахариватель, где к ним прибавляется солод. Осахаривание осуществляется, как описано ранее.
Понятно, что получение сусла по методу разваривания легко реализуемо и в бытовых условиях. Кроме приведенных, нам известны еще несколько вариантов технологии получения сусла из сахарной свеклы в бытовых условиях, которые могут быть видоизменены с учетом промышленной технологии. Приводя эти технологии, мы, тем не менее, надеемся, что наши читатели воспользуются полученными из данной книги сведениями и либо вовсе не будут использовать свеклу, либо во всех случаях будут готовить сусло только из смеси сахарной свеклы или ее сиропа с крахмалистым сырьем, а в процессе приготовления будут производить его тщательную очистку от неприятнопахнущнх летучих веществ и метилового спирта, как это описано в разделе, посвященном приготовлению сусла из мелассы.
Первый вариант. Измельченную на терке или электросоковыжималке стружку сахарной свеклы отжимают под прессом. Выход сока составляет около 30% веса свеклы. Отжатую стружку помещают в емкость соответствующего объема, заливают водой, смесь прогревают в течение 30 — 40 мин при температуре 65
— 70°С; охлаждают до удобной для работы температуры; отделяют стружку от сиропа с помощью грубого матерчатого или сетчатого фильтра, снова ее отжимают. Обычно берут отношение отжатой стружки к воде 1:1, но оно может быть и другим. Ясно, что чем большим количеством воды будет залита стружка, тем больше сахара из нее перейдет в раствор. Однако, с другой стороны, использование большого количества воды приводит к получению сиропа с пониженной концентрацией сахара, что может оказаться экономически невыгодным. Получившийся сироп смешивают с ранее полученным соком, подвергают тепловой обработке при 80
— 85°С в течение 20 — 30 мин, охлаждают до температуры 28
— 30°С и переливают в бродильную емкость. Тепловая обработка смеси сока И сиропа, которая проводится в открытой емкости, крайне важна, так как во время этого ее смесь не только стерилизуется, но и в определенной степени лишается неприятного "свекольного" запаха; в ней повышается концентрация сахара.
Второй вариант. Свекла измельчается; смешивается с водой с весовым отношением стружки к воде до 1:0,5; подвергается тепловой обработке при 80 — 85°С в течение 30 — 40 мин, охлаждается до температуры 28 — 30°С и направляется в бродильную емкость.
Третии вариант. Свекла измельчается на достаточно крупные части произвольной формы, в случае мелких корнеплодов вообще не измельчается; помещается в соответствующую емкость; заливается водой с весовым отношением свеклы к воде 1:0,05 или 1:0,1 и тушится при закрытой крышке емкости в течение нескольких часов. По окончании тепловой обработки и охлаждения выделившийся сироп сливают в емкость для брожения, в которую также помещают и разомнутую свеклу.
Положительной стороной этой технологии является полное отсутствие неприятного "свекольного" запаха; отрицательной, обусловленной длительной тепловой обработкой, — повышенное содержание метилового спирта вследствие разложения пектинов.
По нашим наблюдениям, последний вариант наиболее употребляем в быту, особенно жителями сельских районов.
Изложенные технологии применимы также для получения сусла из моркови и столовой свеклы.
