Вопросы по оборудованию серии ХД

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

СПИРТОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ)

Данный реферат является практическим руководством по приготовлению спиртосодержащего сырья (бражки, виноматериала) из различных сельскохозяйственных продуктов (крахмалосодержащих и сахаросодержащих). Изложенная технология предполагает применен из простейших устройств и средств контроля. В реферате даны рекомендации и пояснения по каждому этапу приготовления бражки: солодоращению, приготовлению дрожжей, подготовки сырья, развариванию, осахариванию и проведению брожения, что позволяет каждому самостоятельно разработать, контролировать и осознанно корректировать процесс приготовления бражки из конкретного сырья, имеющегося в хозяйстве. Приведены примеры самостоятельной разработки рецептуры приготовления бражки. Реферат будет полезен садоводам, фермерам и другим специалистам, перед которыми возникают задачи комплексной и безотходной переработки сельскохозяйственного сырья, кто ведет свое хозяйство прилежно и экономно.

Реферат составлен с использованием следующей литературы:

1. Ильинич В. В., Устинников Б. А., Бурачевский И. И., Громов С. И.; под ред. В.В. Ильинича. Технология спирта и спиртопродуктов. М.: ВО «Агропромиздат», 1987. — 383 с.

2. Технология спирта. /[В.А. Маринченко, В.А. Смирнов, Б.А. Устинников и др.]; под ред. В.А. Смирнова. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.- 416с.

3. Фертман Г. И., Шойхет М. И. Технология продуктов брожения. — М.: Высшая школа, 1976. — 343 с.

4. Домашняя кладовая. Составители: В. Донцов, В. Бакланов, В. Бродов, Н. Михайлов. — М.: Воскресенье, 1992. — 432 с. 5. Секреты приготовления спирта и крепких напитков в домашних условиях. Автор -составитель: А.М. Шитов. — М.: 100 «Л-Л», 1993. — 112 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Спирт образуется при сбраживание простых сахаров дрожжами. Принципиальная схема технологического процесса производства спирта приведена на рис.1. Любое исходное сырье для приготовления спирта делится на две группы:

-сахаросодержащее (нетоварный сахар, сахарный смет -отходы, меласса, сахарная свекла, топинамбур, ягоды, фрукты, и т.д.), требующее минимальных усилий при приготовлении бражки -лишь извлечение сахара из сырья в раствор и осуществление процесса сбраживания сахаров в спирт, удельный вес которого составляет около 0,8 кг/л при 20'С:

При этом (1кг) САХАР + ДРОЖЖИ=сбраживание≥ (0,511 кг=0,б39л) СПИРТА;

-крахмалосодержащее (картофель, зерно и т.д.), для которого, по сравнению

первым, необходимы дополнительные подготовительные этапы — разваривание и осахаривание крахмала (и солодоращение): при этом (1кг) КРАХМАЛ + ФЕРМЕНТ=осахаривание≥ (1,11кг) САХАРА.

Промышленные ферментные препараты альфа амилаза и глюкоамилаза могут быть заказаны на спиртовых и биохимических заводах, а также в фонде «Процессы и аппараты пищевых производств» или заменены на солодовое молоко.

В зависимости от вида сырья и технологической схемы сбраживания практический выход достигает 80-90% от теоретического.

В таблице 1 приведены ориентировочные значения практического выхода пищевого спирта-ректификата в литрах из одной тонны исходного сырья.

Таблица 1

Выход спирта из различных видов сырья при 15% потере

на всей технологической цепочке

Реальные величины выхода в значительной степени зависят от содержания крахмала или са1~ара в реальном сырье, а также от соблюдения того технологического процесса приготовления бражки, который описан в данном руководстве, и от требований, предъявляемых к качеству получаемого спирта.

Для приготовления бражек можно использовать некондиционное сырье:

частично подгоревшее зерно, подгнившие фрукты, мороженый картофель и т.п. Однако при этом необходимо помнить, что чем выше качество исходного сырья, тем выше качество и получаемого из него спирта.

Спирты типа «Люкс» и «Экстра» могут быть получены лишь из зернового сырья (кроме бобовых культур) с добавлением картофеля (количество крахмала картофеля в смеси не должно превышать 35%), а водки, поставляемые на экспорт, приготавливаются из спиртов этих же сортов, полученных только из зерна в здоровом состоянии (см. ГОСТ 5962-67).

1 ПРИГОТОВЛЕНИЕ СУСЛА

Задача этого технологического этапа приготовления бражки состоит в том, чтобы из имеющегося в хозяйстве сырья (сахаро- или крахмалосодержащего или из их смеси) приготовить раствор сахара, пригодный для сбраживания называемый суслом или затором.

• Правильно подготовленное сусло должно иметь:

• концентрацию сахаров в пределах 16-20% (вкус уверенно сладкий);

• кислотность в пределах 4,5 — 5,8 рН (вкус слабо кислый);

• достаточное количество питательных (азотистых и фосфорных) веществ для жизнедеятельности дрожжей.

Концентрацию сахаров (или концентрацию сухого вещества — СВ) в предварительно профильтрованном сусле измеряют с помощью сахарометра или ареометра (денсиметра). В таблице 2. приведено соответствие между показаниями этих приборов. Сусло с концентрацией выше 18% СВ сбраживать не рекомендуется, так как в этом случае невозможно достичь полного выбраживания сахаров — возникает «недоброд», что впрямую снижает выход спирта, а брожение заторов с концентрацией сахаров менее 10% может перейти в уксусное, т.е. привести их к «прокисанию» — полной потере спирта.

Таблица 2

Плотность и концентрация растворов сахаров

Важное значение для процесса брожения имеет кислотность сусла, которую определяют с помощью универсальной индикаторной бумаги, которая изменяет свою окраску в зависимости от кислотности раствора.

Содержание в сусле азотистого и фосфорного питания для дрожжей зависит от сырья, из которого оно приготовлено. Сусло, приготовленное из крахмалосодержащего сырья (за исключением чистого крахмала), обычно имеет полный комплект этих веществ. Сахар или мелассу лучше перерабатывать в смеси с крахмалосодержащим сырьем, а если они перерабатываются самостоятельно, то обязательно требуется внесение дополнительного минерального питания (см. раздел 1.4.).

Таким образом, сусло можно приготавливать из смеси любого сырья в любых пропорциях: крахмалосодержащее с крахмалосодержащим и сахаросодержащее с крахмалосодержащим, лишь бы оно отвечало изложенным выше требованиям.

1.1 Подготовка сырья.

Все виды зерна и бобовых предварительно очищают от пыли, земли, камней, металлических и других примесей с помощью просеивания, сит и магнитов. Далее сырье необходимо измельчить (смолоть) так, что бы проход (просеивание) через сито с размером отверстий 1 мм составляло 85-95%, а для кукурузы — не менее 90- 95%. Можно использовать готовую муку.

Картофель, топинамбур и сахарную свеклу освобождают от крупных комьев земли, камней, соломы, ботвы и металлических предметов, моют и измельчают на молотковой дробилке или терке (топинамбур можно раскрошить). Размер частиц должен быть не более 3 мм.

Фрукты и ягоды отделяют от косточек, мякоть разминают деревянной толкушкой. Подготовленное сырье взвешивают с целью расчета рецептуры и корректировки в дальнейшем технологического процесса приготовления бражки и учета выхода спирта.

1.2 Приготовление сусла из крахмалосодержащего сырья.

Крахмалосодержащее сырье включает все сельскохозяйственные зерновые и бобовые культуры, а также картофель. Основная ценность этого вида сырья заключается в наличии в нем крахмала, сахара и азотистых веществ (белки) см. таблицу 3.

Основными технологическими этапами при приготовления сусла из этого сырья являются — разваривание, стерилизация и осахаривание. Разваривание и осахаривание проводятся с добавлением ферментов. Общее их количество расходуемое на 1 л сусла, равно 1000 ед. кС (амилолитическая способность фермента) или 100-120 мл солодового молока, приготовленного из 25-30 г белого солода (50-60 г зеленою).

Разваривание. К измельченному сырью приливают горячую воду 50-55'С (к картофелю — кипяток) и тщательно перемешивают. Количество воды берут с таким расчетом, чтобы после осахаривания готовое сусло имело 16-18% сахара по сахарометру.

Теоретически (как было показано во введении) 1 кг крахмала под действием ферментов превращается в 1,11 кг сахара, таким образом, для получения раствора сахара 18% концентрации (плотность 1,072 кг/л, см.таб.2) необходимо 5,06 л воды на каждый кг крахмала, находящегося в сырье (см.таб.4). В указанное количество воды входит и вода, вносимая в сусло с солодовым молоком (или раствором фермента) и влагой сырья (последнее относится картофелю и подмоченному зерну).

Таблица 3

Средний химический состав зерна, бобовых и картофеля (в % по массе)

Таблица 4

Нормы расхода воды на каждый кг сухого сырья в зависимости от%

содержания в нем крахмала.

В полеченную кашку добавляют 1/5 часть приготовленного фермента. Смесь постепенно подогревают при постоянном перемешивании до температуры клейстеризации: зерновое сырье до 65-70'С, а картофельное — до 90-95'С, для растворения и разваривания крахмальных зерен, выдерживают при этой температуре 2-3 часа. Затем вновь подогревают до 95-98'С и выдерживают в течении 15-20 мин.

Стерилизация. Разваренное сусло кипятят в течении 30-40 минут. Сусло из подпорченного сырья стерилизуют более продолжительное время 1-1,5 часа.

Осахаривание. Разваренную массу охлаждают до температуры осахаривания 57-58'С и добавляют в нее остальную часть (4/5) ферментов,. перемешивают и выдерживают при этой температуре до полного осахаривания. Поддержание температуры особенно важно для этого процесса, т.к. понижение температуры увеличивает время процесса и способствует развитию бактерий, а увеличение температуры выше 70'С разрушает ферменты в результате чего осахаривание полностью останавливается.

Время осахаривания крахмальных молекул разного сырья различно и изменяется от 30 мин (картофель) и 1,5 ч (кукуруза, пшеница,) до 2 ч (ячмень). Указать более точное время осахаривания трудно, т.к. оно полностью зависит от степени измельчения сырья, температуры и длительности разваривания, активности и количества внесенных ферментов.

Полноту осахаривания проверяют йодной пробой. При полном осахаривании окраска капли фильтрата сусла от прибавления к нему капли йода не должна, изменяться, что свидетельствует о полном распаде крахмала на простые сахара. Красный цвет свидетельствует о наличии в сусле большого количества декстинов (часть крахмальной молекулы, но еще не сахар), сине-фиолетовый указывает на присутствие неосахаренного крахмала. Цветовое окрашивание сусла характерно только при использовании солода, при осахаривании промышленными ферментами окраска может оставаться светло-коричневой, однако вкус сусла после полного осахаривания должен быть уверенно сладкий, а его концентрация- 16-18% по сахарометру.

Если осахаривание проходит плохо, необходимо более тонкое измельчение исходного сырья, повышение температуры и увеличение времени клейстеризации, лучшее перемешивание замеса с ферментами или увеличение их количества.

1.3 Приготовление сусла из сахаросодержащего сырья.

Ценность этого вида сырья определяется наличием в нем сахара (см.таб.5)и веществ, необходимых для жизнедеятельности дрожжей. Переработка этого сырья осуществляется по упрощенной схеме (исключаются стадии разваривания и осахаривания (см.рис.1). Для приготовления сусла достаточно перевести сахар, содержащийся в этом сырье, в раствор. Для извлечения сахара можно применить экстрагирование (диффузию).

Таблица 5

Содержание сахаров в плодах и ягодах

* сушеные плоды.

Приготовление диффузионных соков обычно применяется при переработке сахарной свеклы, топинамбура, сушеных плодов и ягод и осуществляется одно- или многоступенчатым способом.

Измельченное сырье заливают кипятком до полного покрытия его водой и перемешивают. За счет диффузии сахар сырья переходит в добавленную воду. Через 45-50 минут концентрации сахара в воде и в сырье выравниваются, и процесс диффузии прекращается. Сок отцеживается с одновременным прессованием мезги — это одноступенчатый способ, при котором мезга содержит еще большое количество сахара.

Для более полного извлечения сахара из сырья полученный сок сливается в новую порцию измельченного сырья, в котором концентрация сахара выше, чем в соке, а отпрессованная мезга вновь заливается кипятком — так реализуется двухступенчатый способ вымачивания. Трехступенчатый способ реализуется аналогичным образом.

Приготовленный диффузионный сок проверяют на концентрацию сахара и стерилизуют в течение 40 минут. Сок из плодов можно получать прессованием на винтовом прессе или при помощи соковыжималок различных марок. Поскольку сок многих плодов и ягод отжимается с большим трудом, то перед прессованием рекомендуется предварительная обработка, например, частичное подбраживание.

Плоды или ягоды раздавливают. Из небольшого количества этой кашицы отцеживают сок и определяют в нем концентрацию сахара сахарометром или по табл.7. Затем добавляют дрожжевой затор или ждут самозабраживания кашицы на собственных дрожжах, находящихся в сырье (виноград). Под действием дрожжей клеточные оболочки полностью разрушаются, сок полностью переходит в сусло, а мезга с пузырьками углекислого газа всплывает наверх плотным слоем. В процессе брожения сусло следует несколько раз перемешать. Через 1-2 суток сусло процеживают, мезгу отпрессовывают, а полученный сок сливают в бродильную емкость. Для более полного извлечения сока отпрессованную мезгу следует залить небольшим количеством кипяченой воды при комнатной температуре и через 3-6 часов после возобновления брожения мезгу отпрессовать, а полученный сок влить в бродильную емкость и продолжить брожение.

Если для приготовления сусла используется только сахар или меласса, то необходимо приготовить их водный раствор с несколько большей концентрацией: для сахара — 20% СВ, используют 170-190 г на один литр воды; для мелассы 25% СВ (т.к. в мелассе 80% СВ и только 48-62% сахарозы, плотность 1,30-1,42), на один килограмм мелассы добавляют 4 литра воды.