1.3.2 Вода

У виробництві спирту на стадії приготування дріжджів, розчинів ферментних препаратів використовується вода питної якості (ГОСТ 2874-82), а на технічні цілі застосовують умовно чисту воду.

Згідно ГОСТ 2874-82 вода питної кондиції повинна відповідати ряду вимог:

• рН 6,0-9,0;

• запах при температурі 20 С і підігріві води до 60 С (ГОСТ 3351-74), бал, не більше – 2;

• присмак при 20 С (ГОСТ 3351-74), бал, не більше – 2;

• колір по шкалі, градус, не більше – 20;

• мутність по стандартній шкалі, мг/дм³, не більше – 1,5;

• загальна жорсткість (ГОСТ 4151-72), мг-екв/дм³, не більше – 7;

• вміст металів, мг/дм³, не більше:

• хлоридів – 350 (ГОСТ 4245-72),

• сульфатів – 500 (ГОСТ 4389-72),

• марганцю – 0,1 (ГОСТ 4974-72),

• заліза – 0,3 (ГОСТ 4011-72),

• міді – 1,0 (ГОСТ 4388-72),

• цинку – 5,0 (ГОСТ 18293-72).

Оскільки вода приймає безпосередню участь у технологічних процесах та входить до складу напівпродуктів і спирту, вона повинна бути мікробіологічно чистою (колі-титр не менше – 300), не містити в собі шкідливих речовин, які пригнічують дріжджі і погіршують якість продукції. Твердий залишок – не більше 1000 мг/дм³. Наявність стороннього запаху не допускається.

1.3.3 Допоміжні матеріали

Допоміжними матеріалами на заводі є ферментні препарати, антисептики та дезінфікуючі засоби, кислоти, фосфорне та азотне живлення.

1.3.3.1 Оцукрюючі матеріали

У виробництві спирту із крохмалевмісної сировини використовують оцукрюючи матеріали, які містять, як правило, комплекс ферментів для гідролізу полімерів: крохмалю, білків, пектинових речовин, пентозанів, целюлози та ін. Як оцукрюючи матеріали, донедавна, на підприємствах спиртової промисловості використовували солод, але на заміну йому з’явилися

ферментні препарати мікробного походження і їх суміш. При досліджені дії ферментних ферментних препаратів, як джерела оцукрюючого матеріалу, було виявлено ряд важливих переваг перед застосуванням солоду. Ферментні препарати в порівнянні із солодом мають ряд переваг, які зумовлюють їх широке використання: для їх виробництва застосовують більш дешеву сировину (зерно кукурудзи, пшениці, відходи спиртового, цукрового і мукомельного виробництв); вони мають більш широкий комплекс

гідролітичних ферментів, у тому числі целюлолітичних і протеолітичних, повніше гідролізується крохмаль, що до­зволяє збільшити вихід спирту на 1-2%; у більшості випадків вони стерильні, що сприяє створенню умов для мікробіологічної чистоти спиртового бродіння; конце­нтровані ферментні препарати (сиропоподібні або у вигляді сухого порошку) ма­ють високу питому активність і зберігаються тривалий період часу; використання комплексу ферментів мікробного походження в підвищених концентраціях до субстрату дозволить значно прискорити процеси оцукрювання сировини і зброджування

сусла. Ферменти мікроорганізмів більш стійкі до фізико-хімічних умов середовища. Це дозволяє використовувати їх при високих температурах (до 105 °С) під час ферментативно-теплової обробки замісів сировини і значно зменшити витрати теплової енергії та втрати зброджуваних речовин у процесі розварювання, а також проводити зброджування при порівняно низьких рН бражки, що забезпечує мікро­біологічну чистоту бродіння. Використання

ферментних препаратів дозволяє виготовляти сусло з високим вмістом сухих речовин (до 20-21%) і накопичувати у до­зрілій бражці до 11% об. спирту, що сприяє збільшенню потужності відповідного обладнання і зменшенню питомих енерговитрат.

Всі ферментні препарати, які використовуються у спиртовій промисловості можна розділити на 3 основні групи по специфічності їх дії на різні високомолекулярні полімери зернової сировини:

1. Ферментні препарати амілолітичної дії. Ці ферменти можна умовно розділити на 3 класи:

• бактеріальна α-амілаза, яка утворює при гідролізі крохмалю декстрини з різною ступеню полімеризації (Амілосубтілін, БАН; найбільш перспективні вітчизняні – Амілоліхітерн, закордонні – Термаміл, Зімаджунт);

• грибна α-амілаза, володіє ендоамілазною здатністю до гідролізу крохмалю з утворенням розчинних декстринів, олігоцукрів і мальтози з оптимум дії 45-55 ^°С і рН 4,8-5,5 (вітчизняні – Амілоризин, Амілопротооризин; закордонні – Фунгаміл);

• глюкоамілаза, яка використовується для оцукрення частково розщеплених полімерів крохмалю з утворенням глюкози (вітчизняні – Глюкаваморин; закордонні – Сан-Супер, Глюкозим).

2) Протеолітичної дії – гідролізують білкові полімери зерна і розділяються на 2 класи:

• бактеріальні протеїнази (вітчизняні – Протосубтілін; закордонні – Нейтраза, БНЗ (BNZ)). Препарати містять 1 чи 2 протеїнази як правило нейтральну і лужну, які гідролізують білки до пептидів. Ці ферменти підвищують технологічність сусла, зменшити вірогідність появи білкового осаду, але не забезпечує дріжджові клітини легкозасвоюваним амінним азотом;

• грибні протеази (Амілопротооризин, Протооризин), які містять комплекс протеаз і пептидаз (більше 5-ти протеолітичних ферментів), що гідролізують білки до коротких пептидів і вільних амінокислот, які асимілюються дріжджовою клітиною. Використання цих ферментів дозволяє не тільки зняти

колоїдно-білкові утворення, але і забезпечує азотним живленням дріжджі. В результаті підвищується бродильна активність дріжджів (на 20-25 %), інтенсифікується процес спиртового бродіння на 30-40 %, збільшується вихід спирту.

3) Целолітичної дії, які гідролізують некрохмальні поліцукри зернової сировини (вітчизняні – Целоверидин; закордонні – Віскозим, Ультрафло, Зімафілт). Ці препарати містять β-глюканазу, знижують в’язкість сусла, підвищують доступ крохмалю до дії амілолітичних ферментів, тим самим підвищують вихід спирту. Часто використовуються при переробці жита і ячменю.

В даному дипломному проекті як оцукруючий матеріал використовують ферментні препарати мікробного походження. Їх постачає фірма ”Novo Nordisk“ (Данія): Теrmamil SS і Sun Super 360L.

В табл. 1.4 наводиться характеристика імпортних ферментних препаратів мікробного походження.

Таблиця 1.4 - Характеристика імпортних ферментних препаратів мік­робного походження

Показники	Характеристика та норми
	Теrmamil SS	Sun Super 360L
Зовнішній вигляд	сироподібна рідина	сироподібна рідина
Колір Вміст сухих речовин, % Густина, г/см³ Активність α-амілази: при 30 ºС при 60 ºС при 90 ºС Оптимальні умови дії: температура, ºС рН Витрати на 1т крохмалю	коричневий 48-49 1,1-1,25 700 од/см³ 1600 од/см³ 2700 од/см³ 80-95 6,0-6,5 140-400 мл	коричневий 59-60 1,08-1,2 700 од/см³ глюкоамілази – 3000 од/см³ 50-55 5,0-6,0 800-1200 мл

Кожен з цих ферментних препаратів розводять питною водою з співвідношенні 1:10 в окремому збірнику з розрахунку витрат на зміну. Для запобігання інактивації ферментів їх дозують окремо.

Termamyl SS являється рідким ензимним препаратом, що містить включно термостабільну α-амілазу, продуковану генетично модифікованим штамом

Bacillus Licheniformis. Ензим являється ендоамілазою, котра гідролізує α-1,4- глюкозидні зв’язки в амілазі та амілопектині, тому крохмаль швидко розчіплюється до розчинних декстринів та олігосахаридів, завдяки чому зменшується в’язкість.

Стандартна активність................................. 60 – 120 KNU/r

Зовнішній вигляд......................................... чиста прозора рідина

Густина......................................................... 1,2 г/см³

Ферментативна активність амілази:

за даними фірми.......................................... 120

згідно діючої методики:

при 65 ºС..................................................... 1600 од/см³,

при 90 ºС..................................................... 2700 од/см³,

при 30 ºС..................................................... 700 од/см³,

Termamyl SS активний і при температурах 105-110 ºС, хоча оптимум його активності 95-105 ºС.

San-Super 360 L – використовується в спиртовій промисловості для оцукрення заторів, які містять розріджений крохмаль.

San-Super 360 L – це вдосконалена амілоглюкозидаза добавляється, коли сусло охолоджене до 55 ºС і його кислотність становить рН – 5,5.

Стандартне дозування – 1 літр на тонну крохмалю при триденному зброджуванні сусла.

Зовнішній вигляд і колір.................................... чиста коричнева рідина

Густина................................................................1,25 г/см³

Ферментативна активність:

за даними фірми:

амілоглюкозідаза............................................... 240

α-амілаза.............................................................147

протеаза..............................................................0,062

згідно діючої методики, од/см³:

глюкоамілаза......................................................3000

α-амілаза.............................................................700

протеаза..............................................................0,062

Головний компонент San-Super 360L – амілоглюкозидаза – ензим, котрий гідролізує крохмаль і декстрини повністю до глюкози. В добавку до цієї

активності препарат має збалансований вміст α-амілази і протеази.

San-Super 360L – прозора коричнева рідина з густиною 1,25 г/мл і активністю 240AG/мл.

Ферментні препарати, що надходять на підприємство приймаються з технічною документацією, що підтверджує стандартизовану активність препарату за ГОСТ 20264.4-89.

Якість оцукрення контролюється по йодній пробі, яка повинна давати

коричневе забарвлення. Якщо колір краплини фільтрату сусла після змішування з каплею йоду темно-синій або фіолетовий, то необхідно збільшити дозування ферментного препарату.