Механико-ферментативный способ обработки сырья в производстве спирта

  Главная      Учебники - Виноделие     Технология спирта и ликёроводочных изделий

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 

Механико-ферментативный способ обработки сырья в производстве спирта

Преимущества: 1) экономия электроэнергии на 30% (за счёт исключения аппаратов, работающих под давлением); 2) снижение потерь сахаров и повышение выхода спирта из тонны условного крахмала; 3) улучшение работы обслуживания персонала за счёт вывода опасного оборудования.

Требования при внедрении механико-ферментативной схемы:

1) мелкий помол (по регламенту 80-85% прохода через сито d=1 мм). Обычно получают 2-ухступенчатым измельчением;

2) использование бактериальных α-амилаз (солодовая и грибная не подходят).

Аппаратурное оформление процесса.

Помол и вода (1:3,5-1:4) подаются в смеситель, t замеса до 50ºС. Пребывание сырья в смесителе 15-20 мин. Дополнительно в смеситель вводят бактериальную α-амилазу (АС), количество амилазы выражают в АС (амилолитическая способность). Общая норма – 2-2,5 ед. АС на 1 г условного крахмала сырья. Амилазу вводят либо всю в смеситель, либо делят на 2 части (2 часть вводится в аппарат АФО-1). Аппарат АФО-1 – цилиндр с коническим днищем, внутри мешалка. Имеет циркуляционный контур, в состав которого входят насосы и контактные головки. Он позволяет лучше перемешивать среду в аппарате. Аппаратов 2, второй запасной. Среда пребывает в аппарате при t 60-65ºC (макс. 70ºС) в течении 2-5 ч. (5 ч – кукуруза). Из аппарата АФО-1 смесь поступает в аппарат АФО-2. Он имеет 3 либо 2 отсека и внутри мешалку. Смесь последовательно проходит температурные паузы от 70 до 90-95ºС. Продолжительность 1.5-2 ч. Если использовали хорошее сырьё, замес сразу поступает в паросепаратор, где нагревается до 100-105ºС. Если дефектное, то дополнительно проходит стерилизатор (до 110ºС). Разваренная масса поступает в осахариватель предварительно t снижают до 58-60ºС, т.е. до t осахаривания. В осахариватель вводят глюкоамилазу, норма задачи в ед. ГлС; обычно 7-9 ед. ГлС на 1 г условного крахмала зерна. Выдерживают 30 мин. Получают осахаренное сусло.


Структурно-механические изменения в процессе водно-тепловой обработки сырья в производстве спирта

Нативный крахмал, содержащийся в клетках картофеля или зерна, недоступен для действия амилазы, т.к. он окружён клеточной оболочкой и в нерастворимом состоянии осахаривается очень медленно. Без растворения крахмала и освобождения его из клеток картофель или зерно не могут быть эффективно использованы для получения спирта. Необходимо разваривание сырья, целью которого является подготовить крахмал к воздействию амилазы, т.е. превратить нерастворимый крахмал в растворимый. Разрушить клеточную структуру сырья так, чтобы выделить крахмал из клеток.

Для превращения нерастворимого крахмала в растворимый необходимо нагревание его до температуры 120ºС – для целого сырья. Для разваривания измельчённого сырья, клеточная структура которого уже разрушена, температура – 125ºС.

Разваривание крахмалосодержащего сырья проводится в специальных аппаратах путём введения в них постоянного насыщенного пара избыточным давлением =0,6 Мпа с последующей его конденсацией; этот процесс называется также тепловой обработкой сырья.


Физико-химические изменения в производстве спирта

При разваривании крахмалосодержащего сырья происходит набухание его составных частей: крахмала, белков, целлюлозы. Набуханием называют процесс увеличения первоначального объёма твёрдого высокополимерного соед-ия за счёт поглощения жидкости. Степень набухания в значительной мере зависит от температуры. Кукурузный крахмал при t ниже 55ºС почти совсем не набухает, при 80ºС крахмальные зёрна набухают в 25 раз по сравнению с первоначальным объёмом; при 120ºС структура крахмальных зерён полностью нарушается. Ячмень при 80ºС набухает за 10 ч., а при 100ºС – всего за 2 ч.

Набухание зерновых злаков при 100ºС достигает максимального значения через 3 ч. Набухание зёрен происходит неравномерно: вначале процесс идёт быстро, затем сильно замедляется. В 1-ой стадии вода довольно легко заполняет имеющиеся в зерне капилляры, затем происходят явления, связанные с диффузией воды через оболочку зерна. Набухание зерна разных культур идёт разными темпами. По скорости набухания зерновые культуры можно расположить в ряд: рожь, овёс, ячмень, кукуруза (в порядке убывания). Различия в скорости набухания значительны. Крупные зерна набухают медленнее мелких. Измельчённое зерно очень быстро поглощает воду и набухает. Измедьчённая рожь набухает в 3 раза скорее, чем целая. Проникшая внутрь вода вызывает набухание крахмальных зёрен и растворяет межклеточные вещества. Поэтому сцепление клеток и прочность зерновых злаков резко уменьшаются. Хорошо набухшее зерно разваривается равномернее и быстрее.

Вязкость суспензии крахмала в воде при повышении температуры вначале уменьшается вследствие уменьшения вязкости воды, затем повышается, что обусловлено набуханием и клейстеризацией крахмала. После клейстеризации повышение температуры вызывает уменьшение вязкости раствора крахмала.

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..