89. Сбраживание сусла при производстве спирта.

Сбраживание сусла. Для брожения можно употребить стеклянную, деревянную или металлическую (из нержавейки) емкости. Первая удобна для начинающих в том отношении, что в ней видны все процессы, происходящие во время брожения. Чем больше по объему сосуд для брожения, тем лучше: соприкосновение с воздухом уменьшается, а процессы брожения и дозревания менее подвержены влиянию извне. Отличными сосудами являются аптекарские емкости 20 или 10 л, особенно хороши - из темного стекла. Емкости перед употреблением должны быть хорошо вымыты, ошпарены кипятком или ополоснуты спиртом (можно несортовым). Сосуды для брожения должны быть снабжены бродильными шпунтами или затворами.

После стерилизации сусло охлаждают до температуры 20-25°С, переливают в бродильную емкость и вносят в него дрожжевой затор в количестве 3-10% от объема сусла.

Брожение имеет три стадии: начальное брожение-возбраживание, главное брожение и дображивание. В начальной стадии происходит насыщение бражки углекислым газом, температура повышается на 2-3°С, вкус остается сладким. При главном брожении бражка приходит в оживленное состояние начинается интенсивное выделение углекислого газа, на поверхности образуется пена, температура повышается до 30°С. Если температура продолжает повышаться, то требуется принудительное охлаждение, при 50°С дрожжи погибают, и брожение останавливается. При дображивании уровень бражки понижается, пена оседает, температура уменьшается до 25-26°С, вкус становится горько кислым. Конец брожения определяют по прекращению передвижения сбраживаемой среды, окончанию выделения углекислого газа и просветлению бражки.

Длительность брожения зависит от ряда факторов (качества компонентов сусла, отклонения от технологии и др.) и колеблется в пределах от 3 до 20 суток.

Зрелая бражка обычно имеет кислотность рН 4,9... 5,2 и является многокомпонентной смесью, содержащей (в %): воды 82...90, сухих веществ 4...10, этилового спирта 5...12, остаточных сахаров (недоброд) не более 0,45 и сопутствующих примесей до 0,05. Качественный состав бражки может изменяться в зависимости от вида и качества исходного сырья и соблюдения технологии его переработки.

Концентрацию спирта в бражке определяют в дистилляте, полученном после отгонки его из бражки на специальном приборе, состоящем, в частности, из 2-х колб и прямоточного стеклянного холодильника, а также электроплитки.

90. Технологические показатели зрелой бражки.

Процесс брожения оценивают только по содержанию несброженных углеводов в зрелой бражке.

Допустимый норматив содержания растворимых несброженных углеводов при переработке пенящейся пшеницы составляет 0,65 г на 100 см3 бражки.

Другие показатели зрелой бражки (кислотность, содержание нерастворенного крахмала) в пределах, чтобы содержание спирта составляло от 8,5 до 9,0% по объему.

91. Теоретические основы разделения смеси этиловый спирт – вода, а также многокомпонентных смесей.

Зрелая бражка является многокомпонентной системой. Она содержит 82-90 % воды, 4-10 % сухих веществ, 6-10 % об. этилового спирта с сопутствующими примесями. Летучих примесей найдено свыше 70-ти, и они составляют не более 0,5 % от содержания этанола.

Различают 4 группы летучих примесей: спирты, альдегиды, эфиры и кислоты. Кроме них, имеются азотистые соединения (в виде аммиака, аминов, аминокислот) и серосодержащие (сероводород, сернистый ангидрид). Примеси частично переходят из сырья, воды, вспомогательных материалов, образуются при приготовлении сусла, но, главным образом, при брожении.

Этиловый спирт вместе с летучими примесями выделяют из бражки в процессе перегонки. Полученный спирт называется спирт-сырец (если перегонку осуществляли на брагоперегонных аппаратах) или бражный дистиллят (если процесс проводили на брагоректификационных установках).

Процесс очистки спирта-сырца или бражного дистиллята от примесей и укрепление спирта называется ректификацией, а полученный спирт - ректификатом.

В настоящее время выпускают 6 сортов спирта-ректификата: первого сорта, высшей очистки, «Базис», «Экстра», «Люкс», «Альфа». Кроме того, в небольшом количестве вырабатывают абсолютный спирт (крепость не менее 99,8 %) и безводный спирт (крепость 100 %).

В процессе перегонки летучую часть бражки рассматривают как бинарную (двойную) смесь, состоящую из воды и этилового спирта с примесями.

По степени летучести примеси делят на 4 группы (фракции): головные, хвостовые, промежуточные, концевые.

Головные примеси обладают большей летучестью, чем этиловый спирт при всех его концентрациях в растворе. Кр > 1. Дистиллят содержит больше примесей, чем этилового спирта, так как температура кипения примесей меньше температуры кипения этанола. К этой фракции относятся уксусный, масляный альдегиды, уксусноэтиловый, диэтиловый эфиры, акролеин и др., но в основном альдегиды и эфиры. Поэтому данные примеси называют еще эфиро-альдегидной фракцией (ЭАФ).

Хвостовые примеси имеют всегда меньшую летучесть, чем этиловый спирт. Кр < 1. К ним относятся уксусная кислота, фурфурол.

Промежуточные примеси обладают двояким свойством. При высоких концентрациях спирта в растворе они отгоняются как хвостовые примеси (Кр < 1), а при низких концентрациях - как головные (Кр > 1). При определенных концентрациях спирта Кр = 1, т.е. они не отделяются от этанола. К промежуточной фракции относят изобутиловый, изоамиловый, пропиловый спирты, изовалерианоизоамиловый, изомасляноэтиловый и некоторые другие эфиры. Данные примеси составляют основу сивушного масла.

Концевые примеси. Характер их отгонки так же зависит от концентрации спирта. При высоких концентрациях спирта в растворе имеют характер головных примесей (Кр > 1), а при низких концентрациях - хвостовых (Кр < 1). К этой фракции, в основном, относится метиловый спирт.