Подготовка мелассы к сбраживанию

Перегонка и ректификация спирта.

Сбраживание мелассного сусла.

Подготовка мелассы к сбраживанию.

Отличительной особенностью получения спирта из мелассы в сравнении со схемой производства спирта из зерно-картофельного сырья является отсутствие стадий разваривания и осахаривания. Это связано с тем, что меласса уже содержит сахара (в основном сахарозу), которые могут сбраживаться без дополнительной подготовки. Технологическая схема (рис. 7) получения спирта из мелассы включает следующие основные стадии:

- подготовку мелассы к сбраживанию;

- приготовление мелассного сусла;

- выращивание ЧК спиртовых дрожжей;

- сбраживание сусла;

- перегонку и ректификацию бражки.

Рис. 7. Принципиальная технологическая схема производства спирта из мелассы

Эта стадия включает ряд операций: химическое антисептирование, тепловую обработку, подкисление, внесение питательных веществ, осветление, гомогенизацию и выдержку.

Брожение мелассного сусла должно идти в условиях, исключающих развитие посторонней микрофлоры. Однако меласса всегда содержит определенное количество посторонних микроорганизмов, что приводит к потерям сухих веществ, нарушению процесса брожения, ухудшению качества спирта. Кроме того, брожение лучше всего протекает при рН около 5,0, в то время как рН доброкачественной мелассы лежит в слабощелочной области (6,9-8,0). Исходя из этого, мелассу необходимо обеззараживать и подкислять.

Мелассу обеззараживают хлорной известью, формалином или сульфанолом, подкисляют серной или соляной кислотой. При этом рН доводят до 5,1-5,3, если используется однопоточная схема сбраживания, и до 4,8-5,1 при двухпоточной схеме сбраживания (подкисляют в этом случае только ту часть сусла, которая идет для выращивания дрожжей).

Если меласса сильно инфицирована и не исправляется кислотами и антисептиками, то ее подвергают тепловой обработке. При средней степени инфицирования используют пастеризацию (нагревают мелассу до температуры 85-95 ºС, выдерживают 50-60 мин, затем охлаждают до температуры 25-30 ºС). В случае высокой степени инфицирования проводят стерилизацию путем нагревания мелассы до 110 ºС и выдержки в течение 2 мин с последующим охлаждением. Во всех случаях мелассу предварительно разбавляют до содержания сухих веществ 45-50 %.

Для обеспечения активной жизнедеятельности дрожжей в процессе сбраживания мелассу обогащают питательными веществами. Источник фосфорного питания - 70 %-я ортофосфорная кислота, суперфосфат; азотистого питания - карбамид (мочевина), сульфат аммония; комплексного фосфорно-азотистого питания - диаммонийфосфат. Питательные вещества вводят в мелассу в виде водных растворов одновременно с кислотами.

На спиртзаводах, работающих по однопоточной схеме (где одновременно со спиртом получают хлебопекарные дрожжи), мелассу дополнительно осветляют. Для этого используют сепараторы-кларификаторы. Перед осветлением мелассу разводят водой в соотношении 1:1.

Подготовленную таким образом мелассу выдерживают не менее 8-ми час. Для стабилизации режима сбраживания ее гомогенизируют (усредняют состав) путем перемешивания насосом «на себя». Особенно гомогенизация необходима при переработке дефектной мелассы или смеси тростниковой и свекловичной.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности дрожжей и создания оптимальных условий брожения мелассу разбавляют водой до содержания сухих веществ в сусле 20-22 % при однопоточной схеме сбраживания, при двухпоточной схеме - сусло для выращивания дрожжей готовят концентрацией 12 % сухих веществ, а сусло для основного брожения концентрацией 32-34 % сухих веществ. Соотношение потоков сусла для дрожжей и основного при такой схеме 1:1, поэтому средняя концентрация сусла равна 22 % сухих веществ.

2. Сбраживание мелассного сусла

Для сбраживания мелассного сусла используют дрожжи рас В и гибридные Г. Чистую культуру дрожжей выращивают в лаборатории из пробирки до объема 3 дм³ при температуре 30 ºС в три стадии. Продолжительность каждой стадии 24 часа. На первой стадии используют солодовое сусло, на последующих - мелассно-солодовое сусло.

Затем выращивание проводят в аппаратах чистой культуры (АЧК) в дрожжевом отделении. На этих стадиях используют мелассное сусло, температура выращивания 28-30 ºС.

АЧК-1 - объем 20 дм³, продолжительность сбраживания 24 часа.

АЧК-2 - объем 100 дм³, продолжительность сбраживания 44-45 час.

АЧК-3 - объем 5000 дм³, продолжительность сбраживания 18 час.

Брожение в аппаратах чистой культуры ведут таким образом, чтобы при передаче дрожжей в следующий аппарат содержание спирта в бражке не превышало 3 % об.

Брожение проводят непрерывным одно- или двухпоточным способом. Оборудование для приемки мелассы, подготовки сусла и брожения в обеих схемах одинаково. Разница заключается в том, что при однопоточной схеме выращивание дрожжей и сбраживание сусла идет в среде с одинаковым содержанием сухих веществ (20-22 %). По двухпоточной схеме размножение дрожжей осуществляют на менее концентрированном сусле (12 % сухих веществ).

Во всех случаях сусло соответствующей концентрации поступает в дрожжегенератор, куда задают дрожжи из АЧК-3. Процесс накопления биомассы ведут до концентрации дрожжевых клеток 150-200 млн/см³ при температуре 28-30 ºС в течение 6-10 час.

Из дрожжегенератора дрожжи одновременно с мелассным суслом (концентрацией 20-22 % сухих веществ по однопоточной схеме и 32 % сухих веществ в соотношении 1:1 при двухпоточной схеме) непрерывно поступают в первый аппарат бродильной батареи. Продолжительность брожения 18-20 час при температуре 28-30 ºС. Крепость зрелой бражки 9,0-9,5 % об.

На перегонку бражка непрерывно отводится из последнего аппарата, который после мойки и стерилизации становится головным. При двухпоточном способе дрожжи из последнего бродильного аппарата сепарируют и направляют в головной аппарат. В результате такого многократного использования дрожжей снижаются затраты сахара на синтез новой биомассы и увеличивается выход спирта.

3. Перегонка и ректификация спирта

Перегонка и ректификация осуществляется на непрерывно действующих брагоректификационных установках. Спирт-сырец из мелассы отличается от зерно-картофельного отсутствием метанола и высоким (в 10-50 раз больше) содержанием альдегидов и сложных эфиров. В связи с этим из мелассы спирт- ректификат вырабатывают только двух сортов: первого и высшей очистки.

Однопоточная схема рекомендуется для заводов, выпускающих одновременно спирт и хлебопекарные дрожжи, при этом стойкость дрожжей при хранении выше; выход спирта составляет 83,4 %. Для заводов, которые получают только спирт, целесообразно использование двухпоточной схемы, так как в этом случае сахара сбраживаются более глубоко, образуется меньше побочных продуктов, выход спирта выше (85,4 %). В двухпоточной схеме используется меласса более высокого качества.

Чаще всего мелассу перерабатывают в смеси с зерном и картофелем.

Контрольные вопросы

1. Нарисуйте принципиальную технологическую схему производства спирта из мелассы. Объясните отличия ее от схемы производства спирта из зерно-картофельного сырья.

2. Объясните особенности однопоточной и двухпоточной схемы производства спирта из мелассы.

3. Перечислите стадии производства спирта из мелассы.

4. Назовите способы подготовки мелассы и приготовления мелассного сусла.

5. Назовите стадии размножения ЧКД для сбраживания мелассного сусла.

6. Охарактеризуйте основные параметры процесса сбраживания мелассного сусла.

7. Назовите основные отличия спирта-сырца и спирта-ректификата из мелассы от зерно-картофельного.

Тема 3. ПРОИЗВОДСТВО ПИВА

1. Характеристика напитка.

2. Основные стадии производства.

3. Очистка и дробление зернопродуктов.

4. Затирание зернопродуктов.

5. Фильтрование затора.

6. Кипячение сусла с хмелем.

7. Осветление и охлаждение сусла.

8. Брожение пивного сусла.

9. Дображивание и выдержка молодого пива.

10. Осветление пива.

11. Розлив пива.

12. Стойкость пива и способы ее повышения.

1. Характеристика напитка

Пиво - слабоалкогольный напиток, насыщенный диоксидом углерода, с характерным хмелевым вкусом и ароматом.

Существует три группы сортов пива: светлые, темные и полутемные.

Светлые сорта (Жигулевское, Рижское, Невское, Ячменный колос, Ленинградское и др.) готовят из светлого ячменного солода с добавлением несоложеных материалов (риса, пшеницы, кукурузы, сахара). Вкус и аромат пива хмелевой. Для этих сортов характерна более высокая степень сбраживания.

Темные (Украинское, Мартовское, Портер и др.) - отличаются выраженным солодовым вкусом и ароматом, темной окраской. Наряду со светлым и темным солодом используют красящие солода (жженый, карамельный).

Полутемные - занимают промежуточное положение между первыми двумя группами сортов.

В настоящее время выпускается более 200 сортов пива.

Кроме сырья, пиво различается значением экстрактивности начального сусла, которое лежит в пределах 8-23 %. Чем выше экстрактивность сусла, тем больше спирта содержится в пиве (от 2,8 до 9,4 % об.).

Пиво обладает пищевой (в нем содержатся углеводы, белки, витамины, органические кислоты, минеральные вещества) и энергетической ценностью (калорийность пива от 30 до 85 ккал в 100 г напитка). Главные свойства пива - вкус, цвет, прозрачность, пенистость и стойкость пены. Качество пива оценивается ГОСТ Р 51174-98 «Пиво. Общие технические условия».

2. Основные стадии производства

Производство пива состоит из следующих основных стадий (рис. 10):

- приготовление пивного сусла (включает операции: очистку и дробление зернопродуктов; приготовление затора; фильтрование затора; кипячение сусла с хмелем; осветление и охлаждение охмеленного сусла);

- сбраживание сусла;

- дображивание и созревание молодого пива;

- осветление пива;

- розлив готового напитка.

3. Очистка и дробление зернопродуктов

Солод после отлежки перед подачей в производство очищают от пыли, остатков ростков на солодополировочной машине. При этом поверхность солода становится блестящей, вкус чистым. Ячмень освобождают от примесей на воздушно-ситовом сепараторе. Металлические примеси отделяют от солода и несоложеного сырья на магнитных сепараторах или колонках. Очищенное сырье поступает на дробление.

Основная цель дробления - облегчить извлечение из зернового сырья экстрактивных веществ.

Зерно солода состоит из оболочек и эндосперма, которые измельчаются по-разному. Дробление осуществляют таким образом, чтобы оболочки разрушились в меньшей степени, иначе содержащиеся в них вещества (фенольные и минеральные) перейдут в раствор, что отрицательно скажется на вкусе и цвете пива.

Кроме того, сильно раздробленные оболочки ухудшают фильтрование затора.

Эндосперм, состоящий в основном из крахмала, необходимо измельчать как можно тоньше, чтобы экстрактивные вещества полнее перешли в раствор.

Дробленый солод (помол) - смесь частиц разной величины: шелухи (образуется при измельчении оболочки), крупной крупки (дают кончики зерна), мелкой крупки и муки (образуются при измельчении эндосперма).

Степень помола зависит от способа фильтрования (таблица 5).

Таблица 5

Оптимальный состав помола

Состав помола, %	Фильтрование
в фильтрационном чане	на фильтр-прессе
Шелуха		9-12
Крупная крупка	18-22	12-15
Мелкая крупка	30 -35	30-35
Мука	20-30	до 45

Дробление солода производится в дробильном отделении. Используют двух-, четырех- или шестивальцовые солододробилки. Вальцы гладкие, и солод, проходя между ними, раздавливается.

Ячмень и другое несоложеное сырье имеет более твердую консистенцию, поэтому для его измельчения применяют мельничные станки. Рабочий орган - рифленые вальцы. Они вращаются навстречу друг другу с различной скоростью и разрезают зерно наподобие ножниц.

Дата добавления: 2013-12-12