Лекция 18. Технология спирта, водки, коньяков

Технология спирта — это наука о методах и процессах перера­ботки различных видов сырья в этиловый спирт.

Этиловый, или винный, спирт — прозрачная бесцветная жид­кость со жгучим вкусом и характерным запахом. Спирт гигро­скопичен, летуч, смешивается с водой в любых соотношениях, является хорошим растворителем для многих веществ. Он широ­ко используется в пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности, а также в лакокрасочной, химической и дру­гих отраслях промышленности.

Этиловый спирт получают двумя способами: микробиологи­ческим и химическим. В основе первого способа лежит сбражи­вание сахара в спирт дрожжами семейства сахаромицетов. Вто­рой способ предусматривает синтез спирта из этилена сернокис­лотной гидратацией по схеме

 

С ₂Н₄+ Н₂SO₄ C₂H₅OH C₂H₅OH+H₂SO₄

_этилен

При прямой гидратации этилена схема получения синтетического спирта изменяется:

с₂н₄ + н₂о

Микробиологическим путем получают этиловый ректификованный спирт, который предназначается для пищевых и меди­цинских целей. Для этого используют разнообразное раститель­ное сырье: зерна злаковых культур, картофель, свеклу и мелассу. Из непищевого сырья — гидролизатов древесины, соломы, хлоп­ковой шелухи и сульфитных щелоков (отходов сульфитцеллю-лозного производства) вырабатывают гидролизный и сульфит­ный спирты.

В данном учебнике изложена технология этилового спир­та ректификованного из крахмалсодержащего сырья — зерна, картофеля и из сахарсодержащего сырья — свекловичной ме­лассы.

Пищевая промышленность — главный потребитель этилового спирта: спирт используют при изготовлении ликеро-водочных изделий, плодово-ягодных вин, в производстве уксуса, пищевых ароматизаторов и т. д.

Мы изучаем технологию получения этилового спирта, предназначенного только для пищевых целей.

Ректификованный этиловый спирт, полученный из пищевого сырья, по своим органолептическим и физико-химическим показателям должен удовлетворять требованиям ГОСТ 5962. В зависимости от степени очистки различают спирт четырех сортов: I сорта, высшей очистки, «Экстра» и «Люкс». Спирт из пищевого сырья получают непрерывным и периодическим способами. Первый имеет явное преимущество перед вторым и широко внедрен на спиртовых заводах мощностью 1000...10 000 дал спирта в сутки. В стране вырабатывают 45...55 % спирта из зерна, 10...15 из картофеля, 2...3 из свеклы и 38...45 % из мелассы.

Меласса, являясь отходом свеклосахарного производства, используется в бродильной промышленности как вторичный продукт. Это густая сиропообразная непрозрачная жидкость коричневого и темно-бурого цвета, сладкая на вкус с горьким привкусом. Переработка зерна и картофеля осуществляется по однотипной технологии и включает следующие технологические стадии: получение и подготовку осахаривающих материалов; подготовку зерна и картофеля к развариванию; разваривание сырья; осахаривание крахмалсодержащего сырья; культивирование дрожжей; сбраживание сусла; извлечение спирта из бражки, его укрепление и очистку от примесей..

Получение спирта из мелассы включает меньше технологических стадий: подготовку мелассы к сбраживанию; культивирование дрожжей; сбраживание мелассного сусла; извлечение спирта из бражки и его очистку.

Основное различие технологического процесса при переработке крахмало- и сахарсодержащего сырья состоит в подготовке сырья и приготовлении питательной среды (субстрата) для сбраживания дрожжами в спирт.

Технологию спирта целесообразнее рассматривать по стадиям технологического процесса. Это даст возможность критически оценить особенности технологии спирта при непрерывном способе производства из различных видов пищевого сырья.

 

ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ К ПЕРЕРАБОТКЕ

Подготовка зерна и картофеля. Подготовка сырья заключается в очистке зерна от примесей, мойке картофеля, измельчении сырья и разбавлении измельченной массы водой до заданного содержания сухих веществ. Чем выше степень измельчения сырья, тем оно быстрее разваривается при более мягком режиме.

Подготовка картофеля - вымытый картофель измельчают на молотковых дробилках или терках. Размер частиц измельченного картофеля не должен превышать 3 мм.

Зерно сначала очищают от посторонних примесей, в том числе сорных, на воздушно-ситовом сепараторе, а затем от металлических примесей на магнитном сепараторе. После очистки зерно измельчают. Рекомендуют использовать тонкий или сверхтонкий помол. Сырье измельчают с помощью специальных установок, оборудованных измельчающей машиной-дезинтегратором и сепарирующим устройством. Измельченное зерно и картофель поступают в смеситель, в котором смешивают измельченную массу с водой. В зависимости от крахмалистости на 1 кг зерна добавляют 2,5...3,5 л воды, а на 1 кг картофеля — 0,2...0,5 л. После перемешивания и подогрева картофельную кашицу и зерновой замес направляют в аппараты для разваривания.

Подготовка мелассы. Мелассу перерабатывают на спирт по схемам одно- или двухпоточного производства.

В основу однопоточной схемы положены гомогенизация и антисептирование неразбавленной мелассы при высокой концентрации кислоты, приготовление сусла одной концентрации В качестве вспомогательного сырья в этом производстве применяют серную или соляную кислоту. С целью подавления вредной микрофлоры и доведения рН среды до оптимального значения мелассу подкисляют серной или соляной кислотой для получения кислотности мелассного сусла 0,5. Кроме кислоты для антисептирования применяют также сульфанол или хлорную известь в количестве.

Для обеспечения нормального выхода спирта и накопления дрожжей (16... 18 г/л бражки) в мелассу добавляют питательные вещества, содержащие легкоусвояемые источники фосфора и азота. Приготовленную смесь мелассы с кислотой, антисептиком и питательными веществами выдерживают 6...8 ч; после антисептирования неразбавленную мелассу перекачивают в сборник. Из сборника меласса поступает в смеситель, куда непрерывно подают воду. Затем мелассное сусло температурой 25 "С, направляют в систему для размножения дрожжей.

Процесс брожения осуществляют в батарее из 10 бродильных аппаратов. Спиртовые пары, образующиеся при генерировании и брожении, направляются в спирто-ловушки Готовая бражка, пройдя фильтр, поступает на сепаратор. Выделенные дрожжи поступают в цех хлебопекарных дрожжей, а обездроженная бражка — в сборник.

Подготовка осахаривающих материалов. Для осахаривания сырья в спиртовом производстве применяют свежепроросшие солод, а также ферментные препараты. Из солода получают солодовое молоко, для чего дробленый солод смешивают с водой в соотношении 1:5. Полученное солодовое молоко дополнительно дезинфицируют 40%-м формалином и направляют для осахаривания охлажденной разваренной массы.

В спиртовой промышленности используют ферментные препараты микромицетов и бактерий. Ферменты грибов в отличие от солода не содержат β-амилазы. Использование ферментных препаратов культур микромицетов взамен солода позволяет более полно осахарить сырье и тем самым увеличить выход спирта из I т крахмала на 1...4 %. При этом высвобождается зерно, расходуемое на солод, и снижается себестоимость спирта.