5.4. Определение выхода спирта
Выход спирта — это количество спирта в декалитрах (дал), получаемое из 1 т сбраживаемых углеводов сырья (крахмала, сахара) в пересчете на условный крахмал. Под условным крахмалом зернового сырья и картофеля понимают общее количество сбраживаемых углеводов, которое содержится в них. Под условным крахмалом мелассы и сахарной свеклы понимают сахаристость их, умноженную на коэффициент перевода сахарозы в крахмал, равный 0,95.
Под условным крахмалом зерна, используемого для приготовления солода, понимают количество углеводов, содержащееся в нем, за вычетом 16%, которые теряются в процессе солодоращения.
Под условным крахмалом, содержащимся в культуральной жидкости, понимают количество сбраживаемых углеводов, которое остается непотребленным микроорганизмами в процессе их культивирования.
5.4.1. Расчетные формулы и справочные материалы
Теоретический выход спирта вычисляют по уравнению спиртового брожения
С6Н12О6 ®2 С2Н5ОН + 2 СО2
180,1 92,1 88
Составим пропорцию:
из 180,1 кг гексоз получается 92,1 кг спирта
из 100 кг гексоз --------------------Х кг спирта
Отсюда
кг,
т.е. из 100 кг гексоз должно получиться 51,14 кг безводного спирта.
Относительная плотность спирта составляет 0,78927. Тогда теоретический выход его составит 51,14 : 0,78927=64,79 л на 100 кг или 64,79 дал на 1 т.
Выход спирта из крахмала увеличивается пропорционально отношению молекулярных масс глюкозы и крахмала:
(С6Н10О5)n + nН2О ® n С6Н12О6
162,1 180,1
Теоретический выход спирта из 1 т крахмала будет
(180,1:162,1)×64,79=71,98 дал.
Выход спирта из сахарозы:
С12Н22О11 + Н2О ® 4 С2Н5ОН + 4 СО2
342,2 184,2
кг на 100 кг или 68,2 дал на 1т.
Коэффициент для пересчета сахарозы в условный крахмал 324,2 : 342,2»0,95.
Практический выход спирта меньше теоретического, так как часть сбраживаемых углеводов и образующегося при брожении спирта теряется. В зависимости от вида сырья и технологической схемы практический выход спирта составляет 81,5–93% от теоретического.
Практический выход спирта можно подсчитать на действующем производстве на основании массы переработанного сырья, содержания в нем сбраживаемых веществ, и количества полученного из этой массы сырья безводного спирта по формуле
, (54)
где В — выход спирта, дал/т; Q — объем безводного спирта, полученного за отчетный период, дал; G — масса переработанного за тот же период зернового сырья, т; Кр — условная крахмалистость сырья, %.
Практический выход спирта по отношению к теоретическому (%)
. (55)
На производстве каждый вид крахмалистого сырья перерабатывается с использованием различных технологических приемов (режимы подработки и разваривания, схемы разваривания и осахаривания и т.д.). В связи с этим нормы выхода спирта из каждого вида сырья разрабатываются на основании теоретических и экспериментальных исследований Всероссийским научно–исследовательским институтом пищевой биотехнологии и утверждаются Федеральными органами исполнительной власти. Нормативы выхода этилового спирта из различных видов сырья приведены в таблице 12. При введении технических усовершенствований к нормативным выходам прибавляются надбавки, указанные в таблице 13.
Суммарные потери сбраживаемых веществ (%) определяются по разнице между 100% и практическим выходом спирта
. (56)
Под потерями подразумевается количество условного крахмала, которое выбывает из данного технологического процесса, не может быть использовано ни в каком другом процессе и теряется безвозвратно. К потерям можно отнести:
Таблица 12. Нормативы выхода спирта из 1 т условного крахмала сырья, дал/т
Вид сырья
Схема производства
Периодическая
Полунепрерывная
Непрерывная
Непрерывная с вакуум–охлаждением*
Картофель
64,7
65,0
65,7
66,6
Кукуруза
64,0
64,3
65,9
Рожь
62,9
63,2
63,9
64,8
Пшеница
63,7
Ячмень
62,4
62,7
63,4
Овес и чумиза
61,8
62,1
62,8
Просо и гаолян
63,5
63,8
64,5
65,4
Гречиха
61,1
61,4
64,6
Вика, чечевица, горох
59,1
59,4
60,1
63,0
Меласса
—
66,5
Рис–зерно (нешелушеный)
Рис–крупа
Сорго
63,3
Тритикале
65,5
*нормативы даны с учетом надбавок на удлиненный срок брожения или на 60 ч при непрерывно–проточном или циклическом способах брожения, а также на вакуум–охлаждение разваренной массы
Таблица 13. Надбавки к нормативным выходам спирта при введении
технических усовершенствований на производстве
Техническое усовершенствование
Надбавка,
дал/т
Удлиненный срок брожения от 48 до 72 ч
0,8
в том числе на каждые 6 ч сверх 48 ч
0,2
Непрерывно–проточный или циклический способ брожения при сроке 60 ч
Полная замена солода поверхностной культурой микроорганизмов
0,3
Частичная замена солода поверхностной культурой микроорганизмов
Полная замена солода глубинной культурой микроорганизмов
0,7
Частичная замена солода глубинной культурой микроорганизмов
0,35
Осахаривание с вакуум–охлаждением
0,1
Сбраживание с рециркуляцией сусла
потери при подработке зерна, разваривании, солодоращении, расход сахара на размножение дрожжей, потери на брагоректификационной установке.
Виды технологических потерь и их нормативные величины приведены в таблице 14. Суммарные технологические потери при переработке различных видов сырья представлены в таблице 15.
При нарушениях технологического режима возникают дополнительные потери сбраживаемых углеводов, оценить которые можно, пользуясь таблицей 16.
Таблица 14. Виды технологических потерь в спиртовом производстве
Вид потерь, стадия процесса
Норма, % от исходного
Потери при обрушивании овса
1,5
Потери при размоле зерна (ячмень и просо)
Потери при водно–тепловой обработке*
2,5
Потери при солодоращении
16% крахмала зерна на солод или 1,2% от всего крахмала сырья
Потери при культивировании микроорганизмов поверхностным способом
85% от содержания в питательной среде
Потери при культивировании микроорганизмов глубинным способом
75% от содержания в питательной среде
Потери при сбраживании зерно–картофельного сусла
4% от сбраживаемых углеводов, введенных в производство
Потери при сбраживании мелассного сусла
5,6–9,8
Потери с недобродом в зерно–картофельной бражке
3,46% от сбраживаемых углеводов, введенных в производство
Потери с недобродом в мелассной бражке
2,5% от введенного в производство сахара.
Потери при нарастании кислотности бражки
0,623% от введенных с суслом**
Потери спирта с газами брожения
0,04% от введенных
в производство
Потери при перегонке и ректификации
0,182% от введенных
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18
