3.Технология сахара.

КАЧЕСТВО СВЕКЛЫ.

Спелость свеклы. Достижение технической спелости свеклы определяется по критерию спелости, используя результаты анализа средних образцов свеклы, отбираемых ежедекадно с промышленных сортовых участков:

(3.1)

где К_сп – критерий спелости свеклы; СХ – содержание сахарозы в свекловичном соке (при поляриметрическом определении), % к массе свеклы; м_б, м_к – масса ботвы и корнеплодов, г; С – содержание золы (при кондуктометрическом определении), 5 к массе свеклы.

Для технически спелой свеклы соотношение м_б/м_к=0,4-0,5. К_сп≤5-5.5.

Технологические качества корнеплодов. Формула предполагаемого выхода товарного сахара:

(3.2)

где ВХ_сх – предполагаемый выход товарного сахара, % к массе свеклы; СХ_св – сахаристость свеклы, определяемая поляриметрическим методом, %; 0,99 – плановые потери сахарозы в производстве до мелассы, которые зависят только от работы завода, % к массе свеклы; Ч_сир – чистота сиропа, %; М – мелассообразующий коэффициент, характерный для данного завода.

Пример 1. Определить предполагаемый выход сахара, если сахаристость корнеплодов свеклы установлена в среднем равной 16%, чистота сиропа 90%, мелассообразующий коэффициент 1,35.

Решение. По формуле 3.2.:

ПОЛУЧЕНИЕ ДИФФУЗИОНОГО СОКА.

Количество диффузионного сока:

(3.3)

где П –количество диффузионного сока, получаемого из 1 кг свекловичного сока, кг; а – отбор диффузионного сока, на заводе а считают на 100 кг свеклы, в которой по расчетам содержится 93 кг свекловичного сока.

(3.4)

где С₁ – концентрация сахарозы в соке обессахаренной стружки; С₂ – концентрация сахарозы в свекловичном соке, С₂ принимается равной 1; А – постоянный коэффициент, определяемый экспериментально, который зависит от конструкции диффузионного аппарата и режима работы; при нормальной работе диффузионной установки значение А может колебаться в интервале (4-8)·10^-5; l - длина 100 г стружки, м; τ – продолжительность активной экстракции с момента достижения температуры коагуляции белков, мин; V (фактор V) - это средняя абсолютная температура, деленная на 10-кратную вязкость растворителя при этой температуре.

(3.5)

где μ – вязкость растворителя, МПа·с.

Значения фактора V, вычисленные в интервале температур (60-77⁰С), представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Фактор V=Т/10

Температура, 0С	Вязкость воды, МПа·с.	V	Температура, 0С	Вязкость воды, МПа·с.	V
60 61 62 63 64 65 66 67 68	0,474 0,468 0,461 0,455 0,449 0,443 0,438 0,432 0,427	70,253 71,367 72,668 73,846 75,056 76,298 77,397 78,704 79,680	69 70 71 72 73 74 75 76 77	0,421 0,416 0,411 0,406 0,402 0,397 0,392 0,388 0,384	81,235 82,452 83.698 84,975 86,070 87,405 88,775 89,948 91,146

В правой части уравнения (3.4) все показатели легко вычислить, поэтому их произведение можно объединить и выразить через величину γ:

(3.6)

Тогда уравнение 3.4 примет вид:

(3.7)

Определив при установившемся режиме работы завода коэффициент А для данной диффузионной установки, а также значения l и τ, по уравнению (3.7) можно вычислить потери сахарозы, введенной в диффузионный аппарат. Умножив эту величину на 100, находят потери на 100 кг сахарозы.

На практике пользуются номограммой (рис 3.1), эквивалентной уравнению (3.7), где на оси абсцисс отложены значения γ, а на оси ординат – в логарифмическом масштабе потери сахарозы в жоме С₁, вычисленные на 100 кг сахарозы. Веером показаны кривые отбора диффузионного сока а (% к массе свеклы).

Пример 2. Вычислить потери сахарозы в жоме П (%) при установившемся режиме работы наклонного двухшнекового диффузионного аппарата: длительность и средняя температура активной диффузии равна соответственно 90 мин и 70⁰С, отбор диффузионного сока а=125%, длина 100 г стружки 12 м, коэффициент А=4,8·10^-5, сахаристость стружки СХ_св=16%.

Решение. Значение V, соответствующее температуре 70⁰С находится по табл. 3.1: V=82,452, тогда по формуле (3.6):

По диаграмме (рис. 3.1) γ=4,274 и а=125% находятся оптимальные потери сахарозы в жоме С₁=2,1% к массе сахарозы, введенной в диффузионный аппарат.

В процентах к массе свеклы потери составят:

.

Эффективность очистки с помощью диффузии характеризуется снижением концентрации несахаров в диффузионном соке по отношению к их концентрации в свекловичном соке.

(3.8)

где Э_ф- эффективность очистки с помощью диффузии, %; Э_ф обычно составляет 8-12%; Ч₁ - чистота свекловичного сока, %; Ч₂ - чистота диффузионного сока, %.

На процесс диффузии влияют технологические факторы: 1) качество свекловичной стружки (толщина, геометрические формы, физическое состояние, равномерность массы свекловичной стружки, количество брака); 2) температура процесса; 3) качество питающей воды; 4) продолжительность экстракции; 5) рН; 6) отбор диффузионного сока; 7) микрофлора.

Температура процесса диффузии. Для получения диффузионного сока с хорошими технологическими качествами необходимо быстро нагреть стружку до температуры денатурации белка и поддерживать температуру активной экстракции в интервале 72-75⁰С (при 80⁰С и выше будет резко увеличиваться гидролиз протопектина, в результате чего происходит набухание полисахаридов оболочки клетки, снижающее ее проницаемость).

(3.9)

где Д – коэффициент диффузии сахарозы, м²/с; R_ЭКВ – эквивалентный радиус стружки, м; t – температура активной диффузии, ⁰С; τ – продолжительность процесса, с.

Продолжительность активной экстракции:

(3.10)

где τ_а –продолжительность активной экстракции, мин; к´ - коэффициент, показывающий отношение длины активного участка аппарата (с температурой процесса выше 60⁰С) к общей его длине; τ – продолжительность пребывания свекловичной стружки в диффузионном аппарате, мин.

Отбор диффузионного сока. Наиболее оптимальным отбором диффузионного сока с минимально возможным содержанием сахарозы в жоме считается 120-125%. При таком отборе содержание сахарозы в жоме не превышает 0,4%.

Масса отбираемого диффузионного сока на 100 кг свеклы определяется по балансу сахарозы:

(3.11)

где СХ_СТ - сахароза в стружке, %; СХ_диф.с. – сахароза в диффузионном соке, %; СХ_ж – сахароза в жоме, %; П_сх – неучтенные потери сахарозы. %.

Пример 3. Определить количество диффузионного сока а (% к массе свеклы) при содержании сахарозы: в стружке 16%, диффузионном соке 12,5%, в жоме 0,3%.Неучтенные потери сахарозы в процессе диффузии 0,15% к массе свеклы. Количество жома, выходящего из диффузионного аппарата, составляет 70% к массе свеклы.

Решение. По уравнению баланса сахарозы (3.11):

Отсюда а=125,1%.

Прессование свекловичного жома. Свежий жом, выходящий из диффузионного аппарата, прессуют до содержания сухих веществ 12-25%

(3.12)

где ВХ_ПР.Ж, ВХ_СВ.Ж. – выход соответственно прессованного и свежего жома, % к массе свеклы; СВ_СВ.Ж , СВ_ПР.Ж – содержание сухих веществ соответственно в свежем и прессованном жоме, % к массе жома; П_ПР – нормативные потери СВ жома при прессовании, % к массе СВ в свежем жоме.

В табл. 3.2 приведены примерные нормы потерь СВ при прессовании свежего жома (% к массе СВ) в зависимости от содержания СВ в прессованном жоме (% к массе жома)

Таблица 3.2.

Нормы потерь СВ при прессовании свежего жома.

СВ в прессованном жоме	Нормы потерь СВ при прессовании	СВ в прессованном жоме	Нормы потерь СВ при прессовании
12 13 14 15 16 17 18	7,68 9,78 11,93 14,23 16,23 17,73 18,83	19 20 21 22 23 24 25	19,83 20,73 21,53 22,04 22,65 23,30 23,73

Пример 4. Выход свежего жома для диффузионной установки А1-ПДС составляет 65%. Этот жом с содержанием СВ=8,3% прессовали до содержания СВ=20%. Определить выход прессованного жома и жомопрессовой воды в % к массе свеклы, если отбор сока составляет 120%.

Решение. По формуле 3.12:

Выход жомопрессовой воды: 65-21,38=43,62%.

ОЧИСТКА ДИФФУЗИОННОГО СОКА.

Дефекация. Для очистки диффузионного сока от несахаров наиболее важное значение имеет растворимость извести. Чем больше извести растворяется в соке, тем выше активная щелочность и быстрее протекают необходимые химические реакции.

В воде известь растворяет плохо. Повышенная растворимость извести в сахарных растворах обусловлена образованием сахарата кальция, в котором на один ион двухвалентного кальция (Ca²⁺) приходится два остатка молекулы сахарозы:

CaO+H₂O=Ca(OH)₂

Ca(OH)₂+2C₁₂H₂₂O₁₁=Ca(C₁₂H₂₁O₁₁)₂+2H₂O (3.13)

В образовании сахарата кальция участвует лишь часть растворенной сахарозы. Например, в 10%-ном растворе сахарозы при 80⁰С растворяется 0,185% СаО (см. табл. 3.3). Если бы вся сахароза вступила в эту реакцию, то при ее молекулярной массе 342,3 и эквивалентной массе оксида кальция 28 (молекулярная масса СаО, деленная пополам) растворилось бы (10/342,3)·28=0,82% СаО, т.е. в 4,4 раза больше.

Таблица 3.3

Растворимость извести, взятой в виде известкового молока, в воде и чистых сахарных растворах при разных температурах.

Содержание сахарозы в растворе, %	Растворимость извести СаО (%) при температуре 0С
	10	20	30	40	50	60	70	80	90
0 5 10 15 20	0,130 0,642 1,455 2,682 4,450	0,124 0,508 1,163 2,310 3,581	0,114 0,389 0,925 1,923 2,917	0,107 0,268 0,725 1,440 2,258	0,097 0,207 0,528 1,062 1,680	0,088 0,172 0,376 0,723 1,174	0,076 0,131 0,272 0,516 0,728	0,068 0,109 0,185 0,300 0,523	0,067 0,092 0,110 0,164 0,360

Пример 5. Вычислить количественное соотношение извести и сахарозы в свободном и связанном с сахаратом кальция состоянии при содержании сахарозы 10% и температуре 80⁰С.

Решение. В соответствии с табл. 3.3 в чистой воде при температуре 80⁰С растворяется 0,068% СаО. В насыщенном известью 10%-ном растворе сахарозы в свободном состоянии останется столько же извести, но прибавится еще известь, связанная в сахаратах. Тогда вся известь в растворе составит 0,185%.

Следовательно, в растворе в виде сахарата кальция находится извести:

0,185-0,068=0,117%

Количество сахарозы, удерживаемое известью, рассчитывается по уравнению реакции (3.13) из пропорции: 28-342,3

0,117-Х Х=(0,117·342,3)/28=1,43%

Количество в растворе сахарозы, не связанной в сахараты, находится:

10-1,43=8,57%

Сатурация. Количество диоксида углерода, израсходованное в процессе сатурации, определяется по его концентрации в поступающем в аппарат и обратном сатурационном газе и вычисляется по уравнению:

(3.14)

где Хсо₂ - количество СО₂, израсходованное в процессе сатурации, %; С₁и С₂ – концентрация СО₂ соответственно в поступающем в аппарат и отработанном сатурационном газе, %.

Пример 6. С помощью газового анализатора определено содержание диоксида углерода в поступающем в аппарат и отработанном сатурационном газе соответственно 30% и 12%. Вычислить количество диоксида углерода, использованного на сатурацию.

Решение.

Эффективность очистки диффузионного сока вычисляется по формуле, аналогичной формуле (3.8), где Ч₁ – чистота диффузионного сока, %; Ч₂ – чистота сока после очистки, %.

Пример 7. Чистота диффузионного сока 87,9%, сока 2-й сатурации 91,67%. Определить общую эффективность очистки.

Решение.

Масса очищенного сока определяется по уравнению баланса сахарозы:

(3.15)

где М_ОЧ.С. – масса очищенного сока, %; СХ_СВ - сахаристость свеклы, %; П_Д – потери сахара на диффузии, %; П_Ф.О. – потери сахарозы в фильтрационном осадке, %; П_Н - неучтенные потери сахара в свеклоперерабатывающем и свеклоочистительном отделении, %; СХ_ОЧ.С. – содержание сахара в очищенном соке, % (все % даны к массе свеклы).

Пример 8. Содержание сахарозы в соке 2-й сатурации 11,5% к массе сока, сахаристость свеклы 16%. Потери сахарозы: общие на диффузии 0,5%, неучтенные в свеклоочистительном отделении 0,1% к массе свеклы, в фильтрационном осадке – 1% к массе осадка. Масса фильтрационного осадка составляет 12% к массе свеклы. Определить массу очищенного сока в % к массе свеклы.

Решение.

СГУЩЕНИЕ СОКА.

Выпаривание. Масса воды, выпариваемой в выпарной установке. зависит от содержания сухих веществ в очищенном соке и сиропе. Вычислить массу воды можно предварительно определив количество сока и сиропа по уравнению баланса сухих веществ:

(3.16)

(3.17)

где G₁ и G₂ – масса соответственно очищенного сока и сиропа, кг; CB₁ и CВ₂ - содержание сухих веществ соответственно в очищенном соке и сиропе, %;W – масса выпаренной воды, кг.

Пример 9. Среднее содержание сахарозы в свекле 16,3%, в очищенном соке 12%, сухих веществ в соке 13,3%, в сиропе – 61,8%. Общие потери сахарозы до выпарной установки – 0,7% к массе свеклы. На растворение сахара 2-й и 3-й кристаллизации расходуется 4,5% очищенного сока к массе свеклы. Вычислить массу очищенного сока и сиропа, количество выпаренной в выпарной установке волы, если переработано 100 т. свеклы.

Решение. Масса очищенного сока рассчитывается по формуле 3.15:

Количество очищенного сока, поступающего на выпаривание, составляет: (130-4,5)%. Масса сиропа рассчитывается по формуле (3.16):

Масса воды, выпаренной в установке, определяется по уравнению (3.17):

Многокорпусная выпарная установка:

(3.18)

где СВ_П – конечное содержание сухих веществ в соке после каждого корпуса, %; G₁ – масса очищенного сока, поступающего на выпаривание, кг; СВ₁ – содержание сухих веществ в очищенном соке, %; - масса воды, выпаренной в предыдущих корпусах, включая и рассчитываемый корпус, кг на 100 кг свеклы; n- порядковый номер корпуса.

Пример 10. Определить концентрацию сока, выходящего из четырехкорпусной выпарной установки, если при расчете продуктов получили G₁=125,5 кг, CB₁ =13,3%. Масса выпаренной в корпусах воды составила (% к массе свеклы): W₁ =41,9%, W₂=37,9, W₃=14,6, W₄=3,6, W_k=0,5.

Решение. По формуле (3.18):

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ САХАРОЗЫ.

Растворимость сахарозы. Сахароза хорошо растворяется в воде. Растворимость ее зависит от температуры и давления.

Коэффициент растворимости. Растворимость сахарозы, или коэффициент растворимости (Н_о), при данной температуре выражается числом килограммов сахарозы, растворившейся в 1 кг воды.

Насыщенным называется сахарный раствор, который содержит минимально возможное для данной температуры количество растворенной сахарозы.

Таблица 3.4

Зависимость предельной растворимости сахарозы Н_о (кг на 1 кг воды) от температуры t(⁰C)

t,0C	Ho	t,0C	Ho	t,0C	Ho	t,0C	Ho
65 66 67 68 69	3,052 3,089 3,127 3,166 3,206	70 71 72 73 74	3,247 3,288 3,331 3,374 3,418	75 76 77 78 79	3,463 3,509 3,556 3,604 3,653	80 81 82 83 84	3,703 3,754 3,806 3,859 3,913

Данные о растворимости сахарозы в воде в зависимости от температуры t (в интервале (0-90⁰С) с достаточной точностью описываются уравнением:

(3.19)

Коэффициент насыщения (Н_НАС) – это массовое отношение растворенной сахарозы в насыщенном растворе, содержащем несахара (Н) к растворенной сахарозе в чистом насыщенном растворе (Н_о) при одинаковой температуре и массовой единице воды: (3.20)

Коэффициент пересыщения. Раствор, содержащий больше растворенной сахарозы, чем насыщенный в данных условиях, называется пересыщенным.

Число, показывающее, во сколько раз больше растворено сахарозы в данном растворе по сравнению с насыщенным раствором при одинаковых температуре и чистоте называется истинным коэффициентом пересыщения (К_ПЕР):

(3.21)

где Н₁ – масса сахарозы, растворенной в единице воды в пересыщенном растворе, содержащем несахара.

Если вместо Н подставить Н_о (как делают иногда в практических расчетах), то получают видимый коэффициент пересыщения:

(3.22)

Пример 11. В межкристальном растворе утфеля 1-й кристаллизации с СВ=81,7%, чистотой 84% и температурой 73⁰С определить видимый коэффициент пересыщения.

Решение. В 100 кг оттека содержится воды: 100-СВ=100-81,7=18,3 кг. Количество сахарозы в нем СХ=СВ·Ч/100.

СХ=81,7*84/100=68,63 кг.

В 1 кг воды растворится сахарозы:

По табл 3.4. при t=73⁰С находится значение Н_о=3,374. Значит, при коэффициенте растворимости Н_о=3,374 и при Ч=100% видимый коэффициент пересыщения межкристального раствора:

Пример 12. Содержание сухих веществ в утфеле в конце процесса упаривания 92%, сахарозы 86%, чистота 93,3%, температура 75%, коэффициент насыщения 1, коэффициент пересыщения 1,08. Определить состав межкристального раствора.

Решение. В 100 кг утфеля содержится воды: 100-92=8 кг. Н_о=3,463 (по табл. 3.4. при t=75⁰С).

, отсюда Н₁=К_ПЕР·К_НАС·Н_о=3,463·1·1,08 ·8=29,9 кг, т.е. при растворимости Н_о=3,463кг и в 8 кг воды будет растворено 29,9 кг сахарозы.

Кристаллов в утфеле содержится 86-29,92=56,08 кг.

Состав межкристального раствора: сахарозы 29,9 кг, несахаров 92-86=6 кг, СВ=29,92+6=35,92 кг. Чистота 29,92*100/35,92=83,3%. Масса раствора 35,92+8=43,92 кг.

В данном примере из 86 кг сахарозы (на 100 кг утфеля) выкристаллизовывается 56,08 кг или в процентах: 56,08*100/86=65,2%. Эту величину называют эффективностью кристаллизации. Но на сахарных заводах эффективностью кристаллизации считают разность чистоты продуктов, поступающих на кристаллизацию, и межкристального раствора утфеля в конце кристаллизации, т.е. в данном примере: 93,3-83,3=10%.

Коэффициент пересыщения раствора сахарозы можно вычислить, зная чистоту, температуру и содержание сухих веществ в нем, по уравнению:

(3.23)

где Н – коэффициент растворимости сахарозы в присутствии несахаров, кг/кг воды.

Пример 13. Для мелассы с содержанием СВ=83% при чистоте 62% и температуре 45⁰С найти коэффициент пересыщения. Н=2,85 (табличное значение).

Решение.

Процентное содержание кристаллов в утфеле определяется по формуле:

(3.24)

где К_Р – содержание кристаллов, %; СХ_У и СХ_М.Р. – содержание сахарозы соответственно в утфеле и межкристальном растворе, %.

Пример 14. При содержании сахарозы в утфеле 84,2% и межкристальном растворе 67% определить процентное содержание кристаллов.

Решение.

Уваривание утфеля. Эффективность кристаллизации в вакуум-аппарате определяют по разности чистоты утфеля и межкристального раствора при спуске из вакуум-аппарата. Обычно эта величина составляет 10-12%.

Задаваясь величиной чистоты утфеля (Ч_У) и содержанием кристаллов в нем перед центрифугированием (Кр) можно определить чистоту межкристального раствора (Ч_М.Р.) по уравнению:

(3.25)

Пример 15. Чистота утфеля 76%, содержание кристаллов в нем 42%. Определить чистоту межкристального раствора.

Решение. . Отсюда Ч_М.Р.=58,62%.

Пример 16. Определить состав клеровки, полученной при растворении 10 кг сахара последней 3-й кристаллизации (СВ=98,3%, СХ=94,1%) в 9 кг сока 2-й сатурации (СВ=15,4%, СХ=14,3%).

Решение. Состав сахара 3-й кристаллизации:

СВ=10·98,3/100=9,83 кг, СХ=10·94,1/100=9,41 кг

Состав сока 2-й сатурации:

СВ=9·15,4/100=1,38 кг, СХ=9·1,43/100=1,29 кг

Состав клеровки: масса 10+9=19 кг.

СВ=9,83+1,39=11,22 кг, СХ=9,91+1,29=10,7 кг

Состав клеровки в процентах: СВ=11,22·100/19=59,05%, СХ=10,7·100/19=59,32%

Чистота клеровки: Ч=10,7·100/11,22=95,37%.

Таблица 3.5.

Зависимость точки росы от температуры.

Температура, 0С	Содержание водяных паров в воздухе (г/м3) при его относительной влажности, %
	50	55	60	65	70	75	80	100
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25	3,4 3,9 4,4 5,0 5,7 6,4 7,3 8,2 9,2 10,3 11,5	3,7 4,3 4,9 5,5 6,3 7,1 8,0 9,0 10,1 11,3 12,7	4,1 4,7 5,3 6,0 6,8 7,7 8,7 9,8 11,1 12,4 13,8	4,4 5,0 5,7 6,5 7,4 8,4 9,4 10,6 11,9 13,4 15,0	4,8 5,4 6.2 7,0 8,0 9,0 10,2 11,4 12,8 14,4 16,1	5,1 5,8 6,6 7,5 8,5 9,6 10,9 12,2 13,8 15,5 17,3	5,4 6,2 7,1 8,0 9,1 10,3 11,6 13,1 14,7 16,5 18,5	6,80 7,76 8,83 10,03 11,37 12,85 14,50 16,33 18,35 20,60 23,07

Хранение сахара-песка. Сахар-песок хранят в сухих помещениях с относительной влажностью окружающего воздуха не выше 70%. В помещениях нельзя повышать точку росы. Точка росы – наивысшая температура, при которой в воздухе с данным содержанием водяных паров возможно образование капелек воды (воздух насыщен содержащимся в нем водяными парами, при этом состоянии относительная влажность воздуха равна 100%).

Пример 17. Сахар хранится при температуре 15⁰С и относительной влажности воздуха 65%. Определить точку росы при этой влажности.

Решение. По табл. 3.5 при t=15⁰С и относительной влажности воздуха 65% содержание водяных паров в воздухе составляет 8,4 г/м³. Для такого влагосодержания в графе «относительная влажность 100%» находят точку росы, равную 8⁰С, т.е. сахар будет увлажняться при температуре 8⁰С и ниже и относительной влажности воздуха 65%.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ.

3.1. Средняя масса ботвы свеклы 200 г. корнеплодов – 400 г. содержание сахарозы в свекловичном соке определено равным 15%, золы – 0,7%. Является ли свекла технически спелой?

3. 2. Определено, что свекла является технически спелой по критерию спелости. Отношение массы ботвы к массе корнеплодов свеклы равно 0,4, содержание сахарозы в свекловичном соке составляет 16% к массе свеклы. Чему равно содержание золы?

3. 3. Из 4000 кг сахарной свеклы получили 440 кг товарного сахара. Сахаристость свеклы составила в среднем 15%, чистота сиропа – 85%. Определить мелассообразующий коэффициент, характерный для этого завода.

3. 4. Предполагаемый выход товарного сахара для партии свеклы составляет 12%. Сахаристость свеклы установлена 15%. Мелассообразующий коэффициент равен 1, 3. Определить чистоту сиропа.

3. 5. Отбор диффузионного сока составляет 120%, концентрация сахарозы в соке обессахаренной стружки составляет 2, 5%, 100 г стружки имеет длину 10 м. Продолжительность активной диффузии равна 80 мин, вязкость растворителя 0, 392 МПа· с. Определить коэффициент А.

3. 6. Сахаристость свеклы составляет 17%, потери сахарозы в жоме равны 0,2% к массе свеклы. Чему равен коэффициент при нормальной работе диффузионного аппарата, если длительность диффузии равна 85 мин, отбор диффузионного сока составляет 130%, длина 100 г стружки 9 м, вязкость растворителя при температуре активной диффузии равна 0,397 МПа· с.

3. 7. Отбор диффузионного сока составляет 120% . Содержание сахарозы в стружке определено 15, 5% , в жоме – 0,2%. Жом составляет 75% массы свеклы. Определить содержание сахарозы в диффузионном соке.

3. 8. Выход свежего жома из диффузионной установки составляет 65% с содержанием сухих веществ 9%. Этот жом в первом случае прессовали до СВ-25%, во втором – до СВ-22%. В каком случае выделилось больше жомопрессовой воды?

3. 9. Из диффузионной установки А1- ПДС получено 4 т свежего жома с СВ-9,5%, который прессовали до содержания СВ-21%. Сколько при этом выделилось жомопрессовой воды?

3.10. Определить количество извести, связанной в сахаратах, если дефекация диффузионного сока, содержащего 15% сахарозы, производилась при температуре 75⁰С.

3.11. Дефекация диффузионного сока с содержанием сахарозы 15% производилась при 70⁰С. Определить какое количество сахарозы пошло на образование сахарата кальция.

3.12. Чистота диффузионного сока до очистки 89%, эффективность очистки равнялась 12%. Определить чистоту сока после очистки.

3.13. Определить количество выпаренной воды после сгущения сока в выпарной установке, если было переработано 30 т сахарной свеклы сахаристостью 15,7% и получен очищенный сок с СВ-14,2%, из которых сахароза составляла 91,55%. Потери сахарозы на диффузии составили 0,4%, в фильтрационном осадке 0,1% и неучтенные потери 0,1%. Содержание сухих веществ в сиропе 68,2%.

3,14. В растворе, содержащем 85% сухих веществ, из которых 83% составляет сахароза. Определить коэффициент пересыщения при 75⁰С.

3.15. Для получения клеровки в 30 кг сатурационного сока растворили 33 кг сахара. Количество сухих веществ в соке составляло 15,5% с содержанием в них сахарозы 74%. Содержание СВ в сахаре составляло 98% при содержании сахарозы 99%. Определить состав клеровки /содержание сухих веществ и сахарозы в кг и %/.

3.16. На одном складе сахар хранился при 17⁰С и относительной влажности воздуха 75%, на другом – при 19⁰С и влажности 55%. При понижении температуры на каком складе точка росы наступит раньше?

3.17. Для сахара, хранящегося при 19⁰С, точка росы 13⁰С. При какой влажности хранился сахар?

4.ТЕХНОЛОГИЯ БРОДИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ.

ТЕХНОЛОГИЯ ПИВА.

Основные этапы технологии пива: очистка и дробление солода; приготовление сусла; главное брожение сусла; дображивание молодого пива; осветление и разлив пива.

Получение пивного сусла. Основные операции – это приготовление затора, фильтрование, кипячение сусла с хмелем, осветление и охлаждение сусла.

Затор – это смесь дробленных зернопродуктов с водой. Засыпь – масса зернопродуктов, загружаемых в заторный аппарат. Налив – количество воды, расходуемое на приготовление затора. Затирание – процесс приготовления затора. Главные биохимические процессы при затирании – осахаривание и протеолиз. Способы затирания: настойный (инфузионный) и отварочный, или деконционный (кипячение сусла с хмелем).

Выход экстракта – это количество экстрактивных веществ, перешедших в горячее сусло из затертых зернопродуктов, выраженное в % мас.

(4.1)

где Э – выход экстракта, %; 0,96 – поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение объема сусла при его охлаждении от 95-100⁰С до 20⁰С и изменение объема сусла за счет внесения хмеля и появления свернувшихся белков; V - объем горячего сусла в сусловарочном котле, л; E - массовая доля сухих веществ в сусле, %; d – относительная плотность сусла при 20⁰С, кг/л; P – масса зернопродуктов, израсходованных для приготовления сусла, кг.

Потери экстракта вычисляют как разность между массой экстрактивных веществ в затертом сусле и массовой долей сухих веществ в горячем сусле:

(4.2)

где П_Э - потери экстракта, кг; Е_С – экстрактивность солода на сухое вещество, %; Рзат – количество засыпанного солода на один затор, кг.

(4.3)

где П_Э –потери экстракта, %.

Пример 1. Рассчитать выход экстракта в варочном котле, если израсходовано 2600 кг солода и получено 16890 л сусла с массовой долей сухих веществ 11% и относительной плотностью сусла при 20⁰С 1,0442.

Решение. По формуле (4.1):

Пример 2. Определить потери экстракта в варочном котле, если засыпано 2180 кг солода на один затор, экстрактивность солода на сухое вещество 76%, объем горячего сусла 14500 л, массовая доля сухих веществ сусла 11%. Относительная плотность сусла при 20⁰С равна 1,0442.

Решение. По формуле (4.2):

По формулам (4.3) и (4.1):

Расчет расхода сырья на приготовление сусла. Расход зернопродуктов определяют с учетом технической документации на различные сорта пива, экстрактивности сырья, потерь экстракта с дробиной по жидкой фазе. Норма расхода зернопродуктов определяется по формуле:

(4.4)

где М – нора расхода зернопродуктов на 1 дал пива при плановой экстрактивности, кг; Р – массовая доля сухих веществ сусла по стандарту, %; d – относительная плотность сусла при 20⁰С, кг/л; Е_n - плановая средневзвешенная экстрактивность зернопродукта в перерасчете на воздушно-сухое вещество (воздушно-сухое вещество, т.е. без учета влажности), %; П_Р - норма потерь экстракта в варочном котле, % к затертому сырью; П_Ж – планируемые общие потери пива по жидкой фазе, %4 0,96 – постоянный коэффициент, учитывающий изменение объема сусла при снижении температуры от 100⁰С до 20⁰С.

Пример 3. Рассчитать количество зернопродуктов для производства 1000 дал Украинского пива по следующим данным: засыпь составлена из 50% светлого солода с Е_п=76%; 44% темного солода с Е_п=74%; 6% карамельного солода с Е_п=72%.

Согласно требованиям нормативной документации массовая доля сухих веществ начального сусла для Украинского пива Р=13%, соответственно d=1.0526 кг/л. Потери экстракта в варочном котле П_р=2,8% к массе зернопродуктов, потери по жидкой фазе П_ж=12%.

Расчет. По формуле (4.4):

Расход воды для затирания определяется по формуле:

(4.5)

где V_В - объем воды, расходуемой на затирание 100 кг зернопродуктов, м³; Е_Л – лабораторная экстрактивность солода, %; Р₁ – желаемая массовая доля сухих веществ первого сусла, %.

На практике объем воды для затирания принимают четырехкратным к засыпи:

(4.6)

Пример 4. Рассчитать необходимый объем воды для затирания 100 кг солода, если Е_Л=72% и Р₁=15%.

Решение. По формуле (4.5):

Определение расхода хмеля. Расчет производят с учетом норм горьких веществ в горячем сусле и содержания α-кислот в хмеле. Горькие вещества, называемые общими смолами, представлены в хмеле мягкими и твердыми смолами. Мягкие смолы – это α-кислоты (гумулон), β-кислота (лупулон), мягкие α- и β-смолы, γ-кислота (гумулион),σ-кислота (гулунон), а также β-фракция (сумма β-кислот и мягких смол). Твердые смолы – это γ- и σ-смолы. Горькие кислоты – смесь гомологов, особенно α-кислоты.

(4.7)

где Н₁ – норма внесения воздушно-сухого прессованного хмеля на 1 дал горячего сусла, г/дал; Г_Х – норма горьких веществ; г/дал; d – массовая доля α-кислот в сухих веществах хмеля, %; W – массовая доля влаги в хмеле, %.

(4.8)

где Н₂ – орма расхода воздушно-сухого прессованного хмеля на 1 дал готового пива, г/дал; П_ж – предельно допустимые потери по жилкой фазе, %.

Пример 5. Рассчитать расход прессованного хмеля Н₂ на 1 дал пива Жигулевского, если массовая доля α-кислот в сухих веществах хмеля составляет 2,8%, а массовая доля влаги в хмеле 12%. Норма горьких веществ в 1 дал горячего сусла Г_х=0,68 г/дал. Потери по жидкой фазе равна 12%.

Решение. На основании формул (4.7) и (4.8) рассчитывают Н₁ и Н₂:

Определение массовой доли СВ пивного сусла. Продолжительность главного брожения по периодической схеме в зависимости от массовой СВ в начальном сусле и температурного режима колеблется от 7 до 11 суток. Массовую долю сухих веществ в начальном сусле проверяют по данным анализа готового пива по формуле Баллинга:

(4.9)

где Е – массовая доля сухих веществ в начальном сусле, %; 2,0665 – количество экстракта, расходуемого на получение 1 г спирта, г; А – массовое содержание спирта в пиве, %; е – массовое содержание действительного экстракта в пиве, %; 1,0665 – количество веществ, удаляемых при брожении на 1 г спирта, г.

Действительная степень сбраживания ν (%) определяется по формуле:

(4.10)

Видимая степень сбраживания ν₁ (%):

(4.11)

где n – видимая экстрагивность, %.

Видимая степень сбраживания, т.к. содержащиеся в пиве спирт и диоксид углерода занижают показания сахариметра. Действительное количество экстракта определяется после удаления из пива спирта и СО₂. Поэтому степень сбраживания, рассчитанная по действительному количеству экстракта, называется действительной.

Пример 6. Сусло поступило в аппарат для брожения с массовой долей СВ 11%, т.е. экстрактивностью начального сусла 11% по сахариметру. В конце брожения молодое пиво имело видимую экстрактивность 4,7%. Определить степень сбраживания пива.

Решение. В пиве сбродило 11-4,7=6,3% экстракта. Степень сбраживания этого пива: ν=6,3·100/11=57%.

Выход пива определяется по формуле:

(4.12)

где В_ОБЩ – общий выход готового пива на жидкой фазе с учетом выхода сусла и пива на каждой производственной стадии, %; В_ОХЛ – выход охлажденного пива, %; В_МОЛ – выход молодого пива, %; В_ОСВ – выход осветленного пива, %; В_РОЗ – выход пива, разлитого в транспортную тару, %.

Фактические общие потери пива П_общ (%) составляют:

П_ОБЩ=100-В_ОБЩ (4.13)

Выход на каждой стадии:

(4.14)

где V₁ - объем на предыдущей стадии; V₂ – объем на следующей стадии.

Пример 7. Определить выход и потери охлажденного сусла на стадии осветления и охлаждения, если объем холодного сусла 142940 дал, а объем горячего сусла 152120 дал.

Решение. V_{Г.СУСЛА ПРИВЕД.}=0,956 V_{Г.СУСЛА}, где V_{Г.СУСЛА} – объем горячего сусла при 100⁰С; 0,956 – коэффициент, учитывающий изменение объема при снижении температуры от 100⁰С до 2-6⁰С. Значит

Пример 8. Определить выход и потери молодого пива на стадии главного брожения, если объем молодого пива составил 139650 дал, а холодного сусла – 142940 дал.

Решение.

Пример 9. Рассчитать общий выход готового пива по жидкой фазе, если объем разлитого в тару пива составил 134780 дал, а приведенный объем горячего сусла был 152120 дал.

Решение. В_ОБЩ=134780·100/152120=88,6%.

Пример 10. Рассчитать общий выход готового пива по жидкой фазе и общие потери пива с учетом, что В_ОХЛ=93,97%; В_МОЛ=97,70%; В_ОСВ=97,60%; В_РОЗ=98,00%.

Решение. В_ОБЩ=0,9397·0,977·0,976·0,98·100=87,81%

П_ОБЩ=100-87,81=12,19%

Пример 11. Определить общий выход готового пива по жидкой фазе с учетом, что за отчетный период было приготовлено «Жигулевское» пиво в количестве 70% общего выпуска и «Московское» – 30%. Общий выход «Жигулевского» пива составил 88,60%, а «Московского» – 87,10%.

Решение. В_ОБЩ=88,60·0,70+87,10·0,30=88,15%.

ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ.

Композиция – смесь, содержащая все положенные по рецептуре компоненты купажного сиропа, за исключением сахарного сиропа и лимонной кислоты. Купажный сироп – смесь компонентов, кроме газированной воды. Купажный сироп готовят холодным, полугорячим и горячим способом. Инверсия сахарозы составляет 45-55% при холодном способе и 25-40% при горячем или полугорячем способах. Колер – продукт термической обработки сахарозы, используемый для окраски напитков. При термической обработке происходит карамелизация вследствие дегидратации сахарозы с образованием ангидридов – растворимых карамелана и карамелена, и нерастворимого карамелина. Процесс идет в 3 стадии:

Первая стадия образования карамелана:

C₁₂H₂₂O₁₁-2H₂O=C₁₂H₁₈O₉ (4.15)

Вторая стадия – образование карамелена:

3C₁₂H₂₂O₁₁-8H₂O=C₃₆H₅₀O₂₅ (4.16)

Третья стадия – образование карамелина:

2C₁₂H₂₂O₁₁-7H₂O=C₂₄H₃₀O₁₅ (4.17)

Сахарный сироп получается путем растворения сахара в воде, добавлением органических кислот (лимонной) инвентируют до 50% сахарозы.

При производстве безакогольных напитков затраты сырья рассчитываются на 100 дал готового напитка в соответствии с рецептурами.

Пример 12. Произвести расчет расхода сырья для выработки 100 дал напитка «Апельсин». Рецептура напитка (кг на 100 дал готового продукта): сахар 64,25; лимонная кислота 1,408, колер 11,02 кг, настойка апельсиновая 7,72 л. Влажность сахара 0,15%, лимонной кислоты 9,03%, колера 30%. Расход лимонной кислоты на инверсию сахарозы составляет 0,75 кг на 100 кг сахарозы. Прирост сухих веществ при 45%-ной инверсии сахарозы составляет 2,36 кг на 100кг СВ сахара. Потери СВ сахарозы составляют 4,4%. Потери СВ лимонной кислоты составляют 4,4%, а кислоты, которая вносится в купажный сироп –3,4% (холодный способ). Для остальных компонентов напитка потери СВ составляют 3,4%. Потери прироста СВ за счет инверсии сахарозы 4,4%

Расчет. Расход сахара. Количество сухих веществ в сахаре составляет

64,25·0,9985=64,15 кг.

Для получения 100 дал напитка сухих веществ сахара, с учетом 4,4% потерь, потребуется:

что соответствует массе сахара при его стандартной влажности 0,15%

Расход лимонной кислоты. Кислота для инверсии сахарозы с учетом ее расхода 0,75 кг на 100 кг сахара необходимо: 67,2*0,75/100=0,504 кг,

что в пересчете на сухое вещество составит 0,504·0,9097=0,458 кг сухих веществ, а с учетом потерь 4,4%:

Этому количеству сухих веществ соответствует 0,479/0,9097=0,527 кг лимонной кислоты.

В купажный сироп требуется внести кислоты 1,408-0,504=0,904 кг, что в пересчете на сухое вещество составит 0,904·0,9097=0,822 кг СВ, а с учетом 3,4% потерь

Этому количеству сухих веществ соответствует 0,851/0,9097=0,935 кг лимонной кислоты.

Общий расход лимонной кислоты 0,527+0,935=1,462 кг, что соответствует 1,462*0,9097=1,330 кг СВ.

Расчет настойки апельсиновой. С учетом 3,4% потерь на 100 дал напитка настойки требуется

Расход колера. С учетом 3,4% потерь СВ колера требуется

что соответствует массе колера при содержании в нем 70% СВ: 0,69/0,70=0,99 кг.

Прирост СВ. По рецептуре 100 кг СВ сахара при 45%-ной инверсии дают прирост СВ 2,36 кг. Исходя из этого рассчитывается количество дополнительных СВ, которые образовались из 67,1 кг СВ сахара

67,1·2,36/100=1.58 кг СВ,

при этом затраты составляют 4,4% или 1,58·4,4/100=0,069 кг СВ.

Полученные данные расхода сырья на 100 дал готового напитка «Апельсин» с учетом потерь СВ сводятся в таблицу:

Сырье	Расход сырья	СВ в сырье		Потери СВ
		%	кг	%	кг
Сахар, кг Лимонная кислота, кг Настойка апельсиновая, л Колер, кг Прирост СВ за счет инверсии сахарозы, кг	67,2 0,527 0,935 7,99 0,99 -	99,85 90,97 90,97 - 70,0 100,0	67,1 0,479 0,851 - 0,69 1,58	4,4 4,4 3,4 3,4 3,4 4,4	2,95 0,02 0,03 - 0,02 0,069
Итого			70,70		3,09

Всего СВ в 100 дал готового напитка с учетом потерь 70,7-3,09=67,61 кг.

Пример 13. На заводе изготавливают фруктовые напитки в ассортименте. Производительность по готовому продукту составляет 1 млн. дал. Для приготовления такого количества продукции требуется сахара 726055 кг (влажность 0,15%), лимонной кислоты 10316 кг (влажность 9,06%). Из сахара изготавливают сироп с содержанием СВ 65% (плотность сиропа 1,3190 кг/л). Потери СВ при варке сиропа составляют 1%, прирост СВ за счет инверсии сахарозы –14725 кг, потери воды на выпаривание – 10%. Из лимонной кислоты изготавливают 50%-ный рабочий раствор плотностью 1,2204 кг/л.

Определить количество сахарного сиропа, раствора лимонной кислоты и воды, требуемой для приготовления сиропа и раствора кислоты.

Решение. Содержание СВ в сахарном сиропе:

726055*0,69985+14725=739690,9 кг.

С учетом 1% потерь содержание СВ в сиропе: 739690,9+7396,9=732294 кг.

Сахарного сиропа с содержанием 65% СВ будет: 732294*100/65=1126606 кг,

или 1126606/1,3190=854136,5 л.

При варке сиропа необходимо будет воды (с учетом 10% на выпаривание):

Содержание СВ в лимонной кислоте: 10316·0,9097=9384,5 кг.

Масса рабочего раствора: 9384,5·100/50=18768,9 кг, объем рабочего раствора: 18768,9/1,2204=15379,3 л.

Расход воды для приготовления рабочего раствора составляет:

18768,9-10316=8452,9 кг (л)=8,5 м³

Общие затраты воды 313+8,5=321,5 м³.

Пример 14. Годовой выпуск напитков составляет 1 млн. дал. Напитки разливают в бутылки емкостью 0,5л и упаковывают в ящики по 20 штук. Сколько потребуется бутылок и ящиков в год, если бой бутылок принимается на складе тары равным 0,8%, на производстве – 2,5%, на складе готовой продукции – 0,1%, причем, 5% бутылок на завод не возвращаются. Износ ящиков составляет 2%, возврат – 90%. Бутылки и ящики делают 40 оборотов в год.

Решение. Для разлива 1 млн. дал напитков потребуется

1000000·20=20000000 шт. бутылок

Бой бутылок составляет 0,8+2,5+0,1=3,4%.

С учетом боя бутылок требуется

Для покрытия боя требуется бутылок 20704-20000=704 тыс. шт.

С учетом того, что 5% бутылок не возвращается, новых бутылок требуется 20000·0,05+704=1704 тыс. шт.

При 40 оборотах за год возвратных бутылок требуется: 2000/40=500 тыс. шт.

Ящиков (с учетом 2% износа) требуется

С учетом 90%-ного возврата новых ящиков требуется:

При 40 оборотах в год возвратных ящиков требуется

ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТА.

Извлечение спирта из зрелой бражки основано на различной летучести спирта и его примесей.

Для оценки летучести примесей по отношению к летучести этанола используются понятия коэффициента испарения и коэффициента ректификации.

Коэффициент испарения спирта (К_СП) определяется по формуле:

(4.18)

где A и Q – содержание этанола соответственно в парах и бражке, %.

Коэффициент испарения примесей (К_ПР) определяется:

(4.19)

где α и β – содержание примесей соответственно в парах и бражке, %.

Коэффициент ректификации (К΄) – это отношение коэффициента испарения примесей к коэффициенту испарения этанола:

(4.20)

или (4.21)

Пример 15. При массовой доле этанола в жидкости 10%, в парах 52,5% определить коэффициент испарения спирта.

Решение.

Головные примеси получаются при К΄>1, хвостовые при К<1. Спирт-ректификат содержит этанола 96,2-96,5 об.%.

ТЕХНОЛОГИЯ ВОДКИ.

Для изготовления водок массового назначения используется этиловый ректификованный спирт высшей очистки крепостью не ниже 96,2 об.%, для высококачественных сортовых водок используется спирт «Экстра» крепостью не менее 96,5 об.%, для оригинальных высококачественных водок – «Люкс» не ниже 96,3 об.% Ректификованный спирт высшей очистки вырабатывается в основном из мелассы, зерна и картофеля; спирт «Экстра» и «Люкс» - только из зерна и картофеля.

Расход спирта проводят в пересчете на безводный спирт и ректификованный спирт, содержащий некоторое количество воды.

Расход безводного спирта производится по формуле:

(4.22)

где Н – расход безводного спирта на получение 1000 дал водки, дал; А – крепость водки (содержание спирта в водке), об.%; N – общие потери спирта при изготовлении и розливе водки, доли единиц.

В пересчете на ректификованный спирт формула приобретает вид:

(4.23)

где V – расход ректификованного спирта на получение 1000 дал водки, дал; B – крепость ректификованного спирта, об.%.

Расход воды определяется по формуле:

(4.24)

где W - расход воды для получения 1000 дал водки, дал; Q-количетсво воды, необходимое для добавления к 100 дал спирта для получения водно-спиртовой смеси (сортировки) заданной концентрации (крепости) спирта в об.%, дал. Значения Q определяют по специальной таблице, фрагмент которой дан в табл. 5.

Таблица 5.

Количество воды Q, которую требуется добавить к 100 дал спирта для получения сортировки заданной крепости.

Крепость полученной водно-спиртовой смеси, об.%	Количество воды, необходимое для добавления к 100 дал спирта при крепости исходного спирта, об.%
	96,1	96,1	96,3	96,4	96,5	96,9
45 40	120,16 147,31	120,41 147,59	120,66 147,87	120,91 148,14	121,16 148,42	121,41 148,70

Объем сортировки С (дал) для приготовления 1000 дал водки:

(4.25)

(4.26)

где К – поправочный коэффициент; N₁ - общая сумма потерь продукции в очистном и разливочном цехах, доли единицы;N₂ – общая сумма продуктов, возвращающихся в очистное отделение, доли единицы; N₃ – безвозвратные потери в виде неисправимого брака, доли единиц.

Пример 16. Водка «Столичная» крепостью 40 об.% изготавливается из ректификованного спирта высшей очистки. Потери спирта в производстве составляют 0,93%. Каковы затраты на выработку водки безводного и ректификованного спирта.

Решение. Затраты безводного спирта составляют

Затраты ректификованного спирта 403,76*100/96,2=419,71 дал.

Пример 17. Чему равен объем сортировки для выработки водки «Украинская особая», объем возвратных продуктов и неисправимого брака, если потери в очистном цехе составили 0,53%, в розливном – 0,40%, сумма возвратных продуктов 2,6% и безвозвратные потери 0,1%.

Решение. N₁=0,0053+0,0040=0,0093

K=1+0,0093+0,025+0,001=1,0353

Объем сортировки: 1000·1,0353=1035,3 дал

Объем возвратных продуктов: 1000·0,025=25 дал

Объем безвозвратных потерь: 1000·0,001=1 дал

Пример 18. Водка «Золотые ворота» крепостью 40⁰ изготавливается из ректификованного спирта «Люкс» крепостью 96,4⁰. Потери спирта в очистном цехе составляют 1,47%, в розливном – 0,4%. Определить расход ректификованного спирта и воды на выработку 1000 дал водки.

Решение.

Расход ректификованного спирта: V=407,62·100/96,4=422,85 дал

По табл. 5: Q=148,14 дал, отсюда W=422,85·148,14/100=626,4 дал.

ТЕХНОЛОГИЯ ВИНА.

Техническая зрелось винограда определяется по содержанию сахара и кислоты, необходимых для получения вина данного типа.

Глюкоацидометрический показатель сусла (С/К) – это отношение количества сахара (С) в % к титруемой кислотности (К) в г/л. В ходе созревания винограда этот показатель увеличивается.

Для столовых вин виноград собирают при содержании сахара 17-20% и кислотности 6-8 г/л, десертных – соответственно 26% и 5-6 г/л.

Пример 19.Определить глюкоацидометрический показатель винограда, содержащего 19% сахара и кислотностью 7 г/л.

Решение. С/К=19/7=2,7.

Столовые вина – напитки, полученные в результате брожения свежего виноградного сока без добавления спирта. При производстве сухих столовых вин сок сбраживается дрожжами полностью, полусладкие вина получают путем остановки брожения.

Пример 20. Из винограда с содержанием сахара 19% получили сухое вино. Определить количество образовавшегося спирта.

Решение. Определение ведется по уравнению спиртового брожения.

C₆H₁₂O₆=2C₂H₅OH + 2CO₂. Количество спирта находится из пропорции

180-2·46

19-Х Х=9,7%.

Крепкие вина получают путем неполного сбраживания виноградного сока (для сохранения требуемого количества сахара) и остановки брожения на определенной стадии с добавлением спирта.

Стабильность вин к забраживанию рассчитывается в консервирующих единицах Далле: С_П·4,5+Сх≥80, (4.27)

где С_П – содержание спирта, об.%; Сх – содержание сахара, %. Если полученная величина больше 80, то вино стойкое к сбраживанию, меньше – нестабильное.

Пример21. Будет ли стабильным вино с содержанием спирта 12% и содержанием сахара 26%?

Решение. Единицы Далле: 12·4,5=26=80 ед. – вино стабильно.

Пример 22. Из винограда с содержанием сахара 26% требуется получить десертное полусладкое вино с содержанием спирта 16% и сахара 10%. Сколько спирта необходимо добавить?

Решение. Брожение требуется приостановить, когда будет сброжено 26-10=16% сахара. Количество спирта, полученное при сбраживании этого количества сахара рассчитывается по уравнению спиртового брожения: 16·92/180=8,2 об.%.

Значит, надо добавить спирта 16-8,2=7,8%.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ.

4.1. Рассчитать общий выход готового пива по жидкой фазе и общие потери пива с учетом того, что объем холодного сусла 81420 дал, объем горячего сусла 91380 дал, объем молодого пива 86811 дал, объем разлитого в тару пива 71185 дал.

4.2. Определить общий выход готового пива по жидкой фазе с учетом, что общий выход пива «Барского» составил 89%, пива «Украинского» 82%, пива «Рогань» 87%. От общего выпуска пиво «Барское» составляет 63%, пиво «Украинское» 27%, остальное - пиво «Рогань».

4.3. Сколько потребуется спирта крепостью 96,5 об.% для приготовления сортировки крепостью 45 об.%?

4.4. Водка “Горилка” крепостью 40 об.% вырабатывается из спирта “Экстра” (96,5 об.%). Потери в очистном и разливном цехах составляют 1,47% и 0,4% соответственно. Определить расход спирта, воды и объем сортировки для выработки 1000 дал водки.

4.5. Рассчитать расход сырья для приготовления напитка “Буратино”. Рецептура напитка на 100 дал (в кг): сахар 73,53; лимонная кислота 1,403; композиция для купажа 3,47 л; колер 1,37. Влажность сахара 0,15%, лимонной кислоты 9,06%. Содержание СВ в колере 70%. Прирост СВ при 45%-ной инверсии сахарозы составляет 1,73 кг на 100 кг сахара. Потери СВ (в %): сахара 4,4; при инверсии сахарозы 4,4; лимонной кислоты (вносимой в купажный сироп) 3,4; лимонной кислоты, расходуемой на инверсию сахарозы, 4,4. На инверсию расходуется 0,75 кг лимонной кислоты на 100 кг сахара.

4.6. Рассчитать расход сырья для изготовления напитка “Яблоко”, рецептура (в кг на 100 дал): сахар 65,7; лимонная кислота 1,408; сок яблочный 133,7; колер 0,47; прирост сухих веществ за счет инверсии сахарозы 1,58. Содержание СВ (в %) в сахаре 99,85; в лимонной кислоте - 90,97; в соке яблочном - 9,8; в колере - 70. Потери СВ сока яблочного и колера составляют по 3,4 %, остальные - 4,4 %.

4.7. На заводе изготавливают фруктовые напитки в ассортименте. Производительность завода по готовому продукту 500 тыс. дал в год. На приготовление такого количества напитков требуется 5158 кг лимонной кислоты влажностью 9,06 %. Рассчитать требуемый объём 50%-ного рабочего раствора лимонной кислоты (плотность 1,2204 кг/л) и количество воды для приготовления такого раствора.

4.8. Определить количество бутылок и ящиков, необходимых для разлива 400 дал напитков. Ёмкость бутылок 0,5 л, ящиков - 20 бутылок. Возврат бутылок составляет 95 %, ящиков - 90 %. Бой бутылок (в %): на складе тары 0,5; на производстве - 2,0; на складе готовой продукции - 0,2 %. Износ ящиков 2 %.