- •Національний університет
- •Київ нухт 2011
- •1. Загальна характеристика бродильних виробництв
- •1.1. Технологія бродильних виробництв як наука
- •1.2. Загальна характеристика бродильних виробництв
- •1.3. Предмет і мета дисципліни, її місце і роль у навчальному процесі
- •Запитання для самоперевірки до розділу 1
- •2. Сировина, основні та допоміжні матеріали бродильних виробництв
- •2.1. Вода та основні способи водопідготовки
- •2.1.1.Хімічний склад та основні властивості води
- •2.1.2 Вимоги до якості води питної та технологічної
- •2.1.3. Основні способи водопідготовки
- •2.2. Зернові культури
- •2.2.1. Будова зернівки злакових культур
- •2.2.2. Вимоги до якості зерна в технології бродильних виробництв Вимоги до якості зернових культур, які використовуються в технології бродильних виробництв наведено в табл. 2.4.
- •2.2.3. Хімічний склад зернових культур
- •2.2.4. Основні властивості зернової маси
- •2.2.5. Принципова технологічна схема приймання зерна на зберігання та характеристика основних технологічних операцій
- •2.3. Хміль і хмелепродукти
- •2.3.1. Ботанічна характеристика і культивування хмелю
- •2.3.2. Сорти хмелю
- •2.3.3. Хімічний склад шишок хмелю
- •2.3.4. Хмелеві препарати, принцип приготування і використання
- •2.4. Виноград
- •2.4.1. Сорти винограду для одержання виноматеріалів для різних типів вина та коньяку
- •2.4.2. Хімічний склад винограду
- •2.5.1. Дріжджі для виробництва пива
- •2.5.2. Дріжджі для виробництва вина
- •2.5.3. Дріжджі для виробництва спирту
- •2.6. Основні і допоміжні матеріали
- •Запитання для самоперевірки до розділу 2
- •3. Технологія солоду
- •3.1. Види солоду та їх застосування у харчовій промисловості
- •3.2. Принципова технологічна схема виробництва світлого ячмінного пивоварного солоду та характеристика основних технологічних операцій
- •Ячмінного пивоварного солоду
- •3.2.1. Очищення та сортування зерна
- •3.2.2. Замочування зерна
- •3.2.3. Пророщування зерна
- •3.2.4. Сушіння, полірування та відлежування солоду
- •3.3. Виробництво солоду сумісним способом
- •3.4. Особливості технології інших пивоварних солодів (барвний, карамельний, палений, пшеничний та ін.)
- •3.5. Особливості технології житнього неферментованого та ферментованого солодів
- •3.6. Особливості технології пшеничного солоду
- •3.7. Особливості технології солоду для спиртового виробництва
- •3.8. Вихід солоду, відходи його виробництва та їх використання
- •Запитання для самоперевірки
- •4. Технологія пива
- •4.1. Характеристика пива як напою, його класифікація та вимоги до якості
- •4.2. Принципова технологічна схема виробництва пива та характеристика основних технологічних процесів.
- •4.2.1. Очищення і подрібнення зернової сировини
- •4.2.2. Приготування пивного сусла
- •4.2.3. Зброджування пивного сусла
- •4.2.4. Доброджування і дозрівання молодого пива
- •4.2.5. Фільтрування, карбонізація, зберігання і розлив готового пива
- •Принцип ізобаричного розливу пива
- •4.3. Відходи пивоварного виробництва та їх використання
- •Запитання для самоперевірки до розділу 4
- •5. Технологія спирту
- •5.1. Види та характеристика етилового спирту, його використання в суспільному господарстві
- •5.2. Сировина, основні та допоміжні матеріали спиртового виробництва
- •5.3. Принципова технологічна схема виробництва спирту із крохмалевмісної сировини та характеристика основних технологічних процесів
- •5.3.1. Приймання сировини
- •Перекачують у резервуари для зберігання. У холодну пору року мелясу у цистернах підігрівають парою за допомогою шланга з насадкою або барботеру. Деякі цистерни обладнані стаціонарними змійовиками.
- •5.3.2. Очищення сировини
- •5.3.3. Подрібнення зерна
- •5.3.4. Приготування замісу
- •5.3.5. Термоферментативна обробка замісів
- •5.3.6. Оцукрення розвареної маси
- •5.3.7. Культивування дріжджів
- •5.3.8. Зброджування сусла
- •5.3.9. Виділення спирту із бражки та його ректифікація
- •5.4. Особливості технології спирту із меляси
- •5.5. Особливості технології біоетанолу
- •5.6. Вихід, облік та зберігання спирту
- •Запитання для самоперевірки
- •6. Технологія горілок та лікеро-горілчаних напоїв
- •6.1. Класифікація і характеристика горілок та лікеро-горілчаних напоїв
- •6.2. Сировина, основні і допоміжні матеріали для виробництва горілок та лікеро-горілчаних напоїв
- •6.3. Принципова технологічна схема виробництва горілок та характеристика основних технологічних процесів
- •6.4. Принципова технологічна схема виробництва лікеро-горілчаних напоїв та характеристика основних технологічних процесів
- •Запитання для самоперевірки до розділу 6
- •7. Технологія вина
- •7.1. Класифікація виноградного вина та оцінка його якості
- •7.2. Основні технологічні процеси виноробства
- •Принципова технологічна схема виробництва столового вина за «білим» способом та характеристика основних технологічних процесів
- •7.4. Особливості технології столового вина за «червоним» способом
- •7.5. Особливості технології міцних I десертних вин
- •7.6. Особливості технології ігристих I газованих вин
- •7.6.1. Походження I класифікація ігристих вин
- •7.6.2. Виробництво ігристого вина класичним пляшковим способом
- •7.6.3. Виробництво ігристого вина резервуарним способом
- •7.6.4. Особливості технології газованого вина
- •Запитання для самоперевірки до розділу 7
- •8. Технологія коньяку
- •8.1. Історія виробництва коньяку
- •8.2. Класифікація та характеристика коньяку
- •8.3. Принципова технологічна схема і характеристика основних технологічних операцій коньячних спиртів і коньяку
- •8.4. Відходи коньячного виробництва та їх використання
- •Запитання для самоперевірки до розділу 8
- •9. Рекомендована література Основна
- •Додаткова
5.6. Вихід, облік та зберігання спирту
Теоретичний вихід спирту розраховують за стехіометрічним рівнянням спиртового бродіння:
С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2 + 118 кДж. (5.1)
180,1 92,1 88
Відповідно, із 100 кг гексоз повинно утворитись 51,14 кг безводного спирту i 48,86 кг діоксиду вуглецю. При відносній густині спирту ρ420 = 0,78927 теоретичний вихід його становить 51,14 : 0,78927 = 64,79 дм3 або 64,79 дал з 1 т гексоз.
Згідно із стехіометричним рівнянням із 100 дисахаридів теоретично утвориться:
С12Н22О11 + Н2О = 4С2Н5Оп + 4СО2 + 236 кДж. (5.2)
342,2 184,2
При зброджуванні 100 кг цукрози утворюється спирту:
(184,2×100): 342,2 = 53,82 кг або 68,20 дм3, а з 1 т цукрози – 68,20 дал.
Вихід спирту з крохмалю збільшується пропорційно відношенню молекулярних мас глюкози i крохмалю:
(С6Н10О5)n + nН2О = nС6Н12О6. (5.3)
162,1 180,1
Звідси теоретичний вихід спирту з 1 т крохмалю буде складати:
(180,1 : 162,1)× 64,79 = 71,98 дал. (5.4)
А коефіцієнт для перерахунку цукрози в умовний крохмаль дорівнює:
324,2 : 342,2 = 0,95. (5.5)
Втрати зброджуваних вуглеводів та спирту. У виробництві враховують суму механічних i технологічних втрат. Механічні втрати, викликані несправністю обладнання або недоглядом обслуговуючого персоналу, можуть бути на всіх стадіях виробництва. Механічні втрати – це розсипання при перевезенні зерна, втрати напівпродуктів i спирту крізь нещільності у фланцевих з’єднаннях трубопроводів, крізь сальники насосів i запірну арматуру, втрати напівпродукту під час миття технологічного обладнання, випаровування спирту крізь фланці колон, дефлегматорів, конденсаторів, холодильників та ш.
Заходи запобігання механічних втрат передбачають більш відповідального відношення працівників до своїх обов’язків та використання досконалого обладнання.
Технологічні втрати зумовлені самою сутністю процесів спиртового виробництва, мають прихований характер i можуть бути виявлені тільки при постадійному технохімічному контролі та обліку виробництва.
Втрати на цій стадії складаються із втрат зброджуваних вуглеводів на утворення біомаси дріжджів i вторинних продуктів бродіння, наростання кислотності бражки i концентрації вуглеводів, які залишилися незбродженими i витраченими на утворення спирту, що виноситься з бражки діоксидом вуглецю.
При переробці у спирт крохмалевмалевмісної сировини втрати зброджуваних вуглеводів на синтез біомаси дріжджів становлять 1,5 %, на утворення - гліцерину 2,5%, а всього – 4 %; при переробці меляси – на синтез біомаси 1,8-4 %, на утворення вторинних продуктів бродіння – 3,8-5,8 %, усього – 5,5-9,8 %.
Практичний вихід спирту менший теоретичного, тому що частина зброджуваних вуглеводів i спирту, що утворився при бродінні, втрачається. Практичний вихід спирту коливається від 81,5 до 93 % порівняно з теоретичним. Чим досконаліша технологія i обладнання спиртового виробництва, тим менші втрати зброджуваних вуглеводів i спирту й, отже, практичний вихід більше наближається до теоретичного.
Практичний вихід визначають на основі таких даних виробничого обліку: маса переробленої сировини; вміст в ній зброджуваних речовин; вміст безводного спирту у зрілій бражці; об’єм, температура i відносна густина напівпродуктів; кількість одержаного безводного спирту.
Облік спирту. Кількість виробленого спирту обліковують у декалітрах при температурі 20° С у перерахунку на безводний спирт. Об’єм спирту вимірюють за допомогою лічильників спирту, а також конічних i циліндричних мірників. Лічильники спирту призначені тільки для оперативного обліку спирту, одержаного на БРУ за певний проміжок часу. При цьому визначають об’єм ректифікованого спирту, що пройшов через нього, i одночасно його міцність i об’єм безводного спирту. Показання лічильника спирту правильні тільки за температури спирту 20° С. Залежно від температури спирту відхилення від справжньої кількості безводного спирту може досягати 1 %.
Ректифікований спирт, головна фракція етилового спирту i сивушне масло надходять у спиртоприймальне відділення, яке обладнане спиртоприймальниками прямокутної або циліндричної форми i конічними або циліндричними мірниками. Спиртоприймальники розраховані на зберігання трьохдобової виробки спирту. 3 них спирт подають у мірники, а потім у спиртосховище закритого типу або у цистерни, розташовані на відкритому повітрі.
Мірники спирту мають перший клас точності i допускають коливання між дійсною i справжньою місткістю не більше ± 0,2 %. Конічні мірники місткістю 250- 1000 дал, призначені для вимірювання великих кількостей спирту, циліндричний мірник – для вимірювання об’ємів спирту до 75 дал. Спиртоприймальне відділення обладнують двома конічними i одним циліндричним мірниками для обліку спирту. Такими ж мірниками вимірюють i головну фракцію. Знаючи об’єм спирту при 20° С i міцність при тій же температурі розраховують кількість безводного спирту у даному об’ємі. Якщо температура спирту відрізняється від 20° С, то знаходять об’єм його при фактичній температурі, а потім визначають справжню міцність спирту. За справжньою міцністю спирту i його температурою, користуючись спеціальною таблицею, знаходять множник, на який необхідно помножити об’єм спирту при фактичній температурі для визначення об’єму безводного спирту, який міститься у ньому, приведеного до температури 20° С.
Така система обліку має ряд недоліків, пов’язаних із залежністю від людського фактору. Окрім того, існуючі спиртовимірювальні апарати експлуатуються в спиртовій промисловості 20 і більше років, що призводить до частих збоїв у роботі. Вищезгадані механічні спиртооблікові апарати в Україні не виробляють, а закордонні фірми взагалі зупиняють виробництво таких апаратів.
В той же час існують високоточні сучасні електронні рідинні витратоміри для комерційного обліку. Так, в країнах ЄС та ряді країн СНД (Росія, Білорусія) впроваджене обов’язкове застосування електронних рідинних витратомірів для контрольного обліку спирту етилового на стадії виробництва. Апробовано також використання таких приладів на стадії обліку при відпуску етилового спирту. За даними фірм-виробників похибка вимірювань електронних витратомірів не перевищує 0,2 %, тобто на рівні точності обліку мірниками 1 класу. Тарування приладів здійснюють органи Держспоживстандарту не частіше 1 разу на рік.
Взагалі, облік виробництва та реалізацію спиртовмісних продуктів проводять в перерахунку на безводний або умовний спирт-сирець. Стосовно спиртових заводів до умовного спирту-сирцю включають всі спиртовмісні продукти брагоректифікації (ректифікований етиловий спирт, спирт етиловий головна фракція, сивушне масло) в перерахунку на безводний спирт до яких додають втрати безводного спирту під час перегонки.
Зберігання спирту здійснюють у металевих резервуарах місткістю 100-4000 м3. Спиртосховище розраховують на 15-20-добовий запас спирту. Для оперативної передачі спирту з одного резервуара у інший під час ревізії складу i на випадок ремонту однієї з них встановлюють не менше двох цистерн.
Резервуари закритого типу мають блискавковідводи, які встановлюють на даху будівлі, резервуари відкритого типу – блискавковідводи i заземлювачі.
Під час зберігання i перекачування спирту виникають втрати, кількість яких залежить від пори року, відстані перевозки, виду i об’єму тари, числа перекачок тощо.
Причина втрат спирту під час зберігання – "дихання" резервуарів, яке викликане зміною температури зовнішнього повітря, внаслідок чого відбувається рух газів через дихальний клапан. Для зменшення втрат спирту у закритому складі підтримують постійну температуру, резервуари на відкритому повітрі покривають білою фарбою, а влітку зрошують холодною водою. Резервуари повинні мати мінімальний незаповнений об’єм.