Производство спиртных напитков. Сырье, аппараты, технологии получения спирта и водки - Дорош А.К.
ISBN 5-325-00756-6
Скачать (прямая ссылка):
Углекислый газ имеет ограниченную растворимость в воде. Поэтому в начала брожения выходящие за пределы дрожжевой клетки молекулы углекислого газа равномерно распределяются в воде, что визуально не видно, а с достижением насыщения скапливаются на дрожжевых клетках и других частицах, имеющихся в бражке, образуя пузырьки. При достижении определенного размера пузырьки углекислого газа вместе с дрожжевыми клетками и частицами поднимаются вверх, где углекислый газ выходит за пределы бражки, а дрожжевые клетки и частицы опускаются вниз.
В сахарсодержащем сырье сахара представлены сахарозой,
глюкозой, фруктозой и раффинозой (сусло из: сахарной свеклы, мелассы, плодов и ягод); крахмал содержащем — мальтозой, глюкозой и сахарозой (сусло из: зерна хлебных злаков, гороха, картофеля); инулинсодержащем — фруктозой. В процессе брожения сахароза под действием фермента дрожжей сахаразы превращается в глюкозу и фруктозу, которые под действием вырабатываемого дрожжами комплекса ферментов зимазы преваращаются в этиловый спирт и углекислый газ; мальтоза под действием фермента дрожжей мальтазы сначала превращается в глюкозу, а уже потом под действием зимаз также в этиловый спирт и углекислый газ. Скорость превращения в спирт и углекислый газ различных Сахаров различна. В случае, например, одновременного присутствия в бражке сахарозы, глюкозы, фруктозы и мальтозы сначала первая превращается в глюкозу и фруктозу, после чего образовавшиеся и уже имеющиеся глюкоза и фруктоза превращаются в спирт и углекислый газ и только после этого начинается превращение мальтозы в глюкозу и последней в спирт и углекислый газ [22]. В случае присутствия в бражке только фруктозы и глюкозы, дрожжи превращают в спирт сначала глюкозу, а затем фруктозу [10].
С химической точки зрения превращение одних и тех же Сахаров любого сырья идентично и без учета промежуточных продуктов превращения описывается уравнениями:
С12Н22О11 + H2O = C6Hi2O6 + C6Hi2O6 = 4C2HjOH + 4CO2
сахароза вода глюкоза фруктоза этиловый углекислый
спирт газ
342,2г 18,0бг 180,1г 180,1 г 4х46,05г=184,2г 4х44г=176г
H(C6H]0O5) +П (H2O) = 11/2(Cl2H22Ol1 + крахмал вода мальтоза
п х 162,1 п х 18 п/2342,2
+H2O) = n (C6H I2O6) = 11(2C2H5OH + 2CO2)
вода глюкоза этиловый спирт углекислый газ
п/2х!8г n х ISO,Ir п<2 х 4б,05г-92,lr+2 х 44г-88г)
п(СбНю05) + п(НгО) = п(СбНі206) = п(2СгН5ОН + 2CO2).
инулин вода фруктоза этиловый спирт углекислый газ
nxl62,lr пх18г пх 180,1г п(2 х4б,05г- 92,1г +2 X 44г-88г)
(С целью представления всего процесса превращения углеводов в спирт в двух нижних уравнениях в качестве исходных соединений приведены крахмал и инулин, которые, как это было сказано ранее превращаются в сбраживаемые дрожжами сахара в процессе осахаривания, до начала брожения).
В приведенных уравнениях реакций под обозначением участвующих в превращении молекул указана их молярная масса, откуда видно, что 180,Ir глюкозы или фруктозы дают 92,Ir этилового спирта; 342,2г сахарозы дают 360,2 г глюкозы и фруктозы, которые превращаются в 184,2г этилового спирта; 162,1 крахмала дают 180,1 г глюкозы, которая превращается в 92,1 г
Таблица 18. Выход спирта из 100 кг сырья, л; [23].
Сырье, 100 кг
Доля сахара (крахмала), мае. %
Выход 100%-тного спирта при ведении производства, технологии
отличном
очень хорошем
хорошем
посредственном
Сахар
100
64,0
62,0
60,0
58,0
Свекла сахарная
8
5,12
4,96
4,80
4,64
—"—
12
7,68
7,44
7,20
6,96
—"—
16
10,24
9,92
9,60
9,28
Сахарный тростник
16
10,24
9,92
9,60
9,28
18
11,52
11,16
10,80
10,44
20
12,80
12,40.
12,00
11,60
Свеклосахарная патока
46
29,44
28,52
27,60
26,68
—"—
48
30,72
29,76
28,80
27,84
_"—
50
32,00
31,00
30,00
28,90
Крахмал воздушный сухой
82
54,9
52,5
50,8
49,2
Крахмал воздушный сырой
50
33,5
32,0
31,0
30,0
Картофель
14
9,4
9,0
8,7
8,4
—"— -
20
13,4
12,8
12,4
12,0
—"—
24
16,1
15,4
14,9
14,4
Рожь
55
36,9
35,2
34,1
33,0
Ячмень
58
38,9
37,1
36,0
34,8
Пшеница
65
45,6
41,6
40,3
39,0
Овес
52
34,8
33,3
32,2
31,2
Кукуруза
61,5
41,2
39,4
38,1
36,9
Рис
70
46,9
44,8
43,4
42,0
Гречиха и просо обрушенные
70
46,9
44,8
43,4
42,0
Солод ячменный
50
33,3
32,0
31,0
30,0 J
этилового спирта, и, наконец, 162, Ir инулина дают 180,Ir фруктозы, которая превращается в 92,1 г этилового спирта. Таким образом, из 1 кг сахарозы должно получиться 0,538 кг этилового спирта; 1кг глюкозы или фруктозы — 0,511 кг; 1 кг крахмала или инулина — 0,568 кг этилового спирта. С учетом того, что 1л безводного этилового спирта при 2O0C имеет массу около 0,7893 кг, 1 кг сахарозы, глюкозы или фруктозы и крахмала или инулина дают, соответственно, 0,682, 0,648 и 0,72л этилового спирта. Приведенные цифры определяют теоретический выход этилового спирта, то есть количество спирта, которое можно получить с единицы массы сахарозы, фруктозы, глюкозы, крахмала и инулина в случае их полного превращения только в этиловый спирт и углекислый газ. На практике выход спирта ниже, что связано с расходованием Сахаров на размножение дрожжей, образование глицерина, уксусного альдегида, янтарной,
