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.

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.