5. Технология производства спирта
Основными видами сырья для производства пищевого спирта являются крахмалистое (зерновые культуры, картофель) и сахаристое (свекловичная и тростниковая меласса). При производстве спирта из крахмалсодержащего сырья осуществляются следующие технологическое операции: очистка зерна (мойка картофеля), измельчение и водно–тепловая обработка, осахаривание разваренной массы, сбраживание осахаренного сусла и брагоректификация.
Зерно, используемое для производства спирта, оценивается главным образом по содержанию крахмала. Влажность зерна предпочтительна 14–15%, засоренность невысокая. Для технологической оценки качества зерна и учета его в производстве пользуются теми же методами и формулами, что и в солодовенном производстве (см. раздел 1).
5.1. Водно–тепловая обработка крахмалистого сырья
Водно–тепловая обработка крахмалсодержащего сырья проводится с целью облегчения доступа к крахмальным зернам амилолитических ферментов, источ-
ником которых в спиртовом производстве может служить солод или культуры микроорганизмов. Процесс водно–тепловой обработки (разваривания) заключается в смешивании измельченного сырья с водой в определенном соотношении и прогреве образующегося замеса при температуре 130–170ºС в непрерывном потоке. Разработаны схемы механико–ферментативной обработки сырья, в которых предусматривается применение амилолитических ферментных препаратов на стадии приготовления и разжижения замеса. В этом случае температура процесса не превышает 100ºС.
5.1.1. Расчетные формулы и справочные материалы
Расход воды на приготовление замеса из зернового сырья составляет 2,5–3 л на 1 кг зерна, что обеспечивает концентрацию сусла в пределах 16–17%. К картофельной кашке добавляют не более 20% воды (в зависимости от содержания крахмала в картофеле). Вода в смеситель подается температурой 45–50ºС (для картофельной кашки не выше 45ºС), чтобы избежать клейстеризации крахмала и образования комков.
Расход пара на подогрев воды можно определить по уравнениям (29, 30). Расход пара на подогрев замеса в контактных головках вторичного и острого пара определяют по формуле
, (50)
где Мз — масса замеса, кг; сз — удельная теплоемкость замеса, кДж/(кг∙К); t1 и t2 — соответственно начальная и конечная температура замеса, ºС; k — коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду (4–5%); I — энтальпия греющего пара, кДж/кг; Iк — энтальпия конденсата греющего пара при температуре конденсации, кДж/кг.
Удельную теплоемкость замеса можно определить по формуле (20), энтальпии греющего пара и конденсата — по справочным таблицам приложения 7.
5.1.2. Задания и задачи
1. Определить расход пара абсолютным давлением 0,4 МПа на подогрев воды для приготовления замеса из 200 кг пшеницы, если на 1 кг зерна подается 3 л воды. Начальная температура технологической воды 12ºС. Конденсат отводится при температуре конденсации. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.
2. Определить расход вторичного пара абсолютным давлением 0,04 МПа на подогрев замеса из 550 кг ржи влажностью 15% в контактной головке вторичного пара от температуры 45ºС до 80ºС. Расход воды на приготовление замеса 3 л на 1 кг зерна.
3. Определить расход острого пара абсолютным давлением 0,6 МПа на разваривание 600 кг картофеля с влажностью 78%. К картофельной кашке добавлено 10% воды. Температура замеса в контактной головке острого пара повышается от 80 до 140ºС. Удельная теплоемкость сухих веществ картофеля 1,15 кДж/(кг·К).
4. Для разжижения крахмала во время гидроферментативной обработки используют амилосубтилин Гх из расчета 2 единицы АС на 1 г условного крахмала. Определить дозировку препарата на 1 т замеса из ржи, если на 1 кг зерна для приготовления замеса использовано 3,5 л воды. Условная крахмалистость ржи 54,5%. Амилолитическая активность ферментного препарата 90 ед/мл.