Розділ. Сировина та допоміжні матеріали в технології спирту

Тема: Характеристика крохмалевмісної сировини.

План

1. Загальна характеристика сировини спиртового виробництва.

2. Анатомічна будова, хімічний склад, речовини зерна.

3. Характеристика картоплі.

Література

1. Технологія спирту. В.О. Маринченко, В.А. Домарецький П.Л. Шиян та ін. /Під ред. проф. В.О. Маринченка/. – Вінниця: «Поділля-2000», 2003, с. 15 – 19, 29 - 32

2. Мальцев П.М. Технология бродильных производств.- М.: Пищевая промышленность, 1980, с. 152 - 158

1. Сировина, яка використовується для одержання спирту, повинна містити високу концентрацію крохмалю чи цукру і добре зберігатися, що забезпечуватиме економічну доцільність виробництва. Цим умовам відповідають зерно рослин, меляса, бульби картоплі.

Для виробництва етилового спирту використовують основну сировину крохмалевмісну – зерно і картопля та цукровмісну – бурякова меляса тощо. Як допоміжну сировину використовують сульфатну кислоту, формалін, хлорне вапно, карбамід та ін.

Зерно у спиртовому виробництві переробляють будь-яке. Щорічний об’єм переробки коливається в залежності від багатьох факторів і становить у (%): пшениці – 50 (переважно дефектної), ячменю - 20, жита – 12, кукурудзи – 8, проса – 5, вівса – 2 та інших зернових культур – 3. Для приготування солоду використовують кондиційне високоякісне зерно. Кращою зерновою культурою є кукурудза, у ній є відносно більше крохмалю, менше клітковини, більше жиру; її врожайність у 2-3 рази вища врожайності інших зернових культур. Крім кукурудзи, на спирт переробляють жито, пшеницю, ячмінь, овес, тритікале та просо. Інколи використовують сорго чумизу, рис тощо.

2. Зерно злакових культур має однакову будову і складається з трьох основних частин: зародку, ендосперму та оболонок. Оболонки зерна – плодова і насіннєва розташовані так: плодова ззовні зерна, а насіннєва – під нею, у ячменю – ці оболонки є зрощеними. Зерна жита, пшениці, кукурудзи вивільняються від квіткових плівок і їх називають голозерними, а вівса, проса, ячменю зберігають квіткові оболонки і їх називають плівковими.

Внутрішня частина зерна – ендосперм містить тонкостінні клітини, заповнені крохмальними зернами. До насіннєвої оболонки прилягає алейроновий шар, що містить велику кількість білку і складається з одного або декількох рядів клітин з потовщеними стінками.

У нижній частині зернівки міститься зародок, який відокремлений від ендосперму щитком.

Хімічний склад зерна залежить від сорту, культури, грунтово-кліматичних умов, засобів агротехніки, умов зберігання тощо. В середньому зерно складається з 14% води і 86% сухих речовин.

Вода. Вологість зерна має надзвичайно велике значення при постачанні зерна на виробництво, оскільки від її кількості залежить збереженість сировини до моменту використання. Розрізняють чотири стани товарного зерна:

а) сухе; б) середньої сухості; в) вологе; г) сире.

Сухі речовини містять 84% органічних і 2% мінеральних речовин, в т.ч. %: крохмаль – 52, цукри – 3, клітковина – 6, пектинові речовини – 9, азотні речовини – 11, жир – 3.

Крохмаль – основна складова частина зернових культур, що переробляється на спирт. Його вміст становить, %: у пшениці – 48…57, в житі – 46…53, в ячмені – 43…55, у вівсі – 34…40, в просі – 42…60, в кукурудзі – 61…70. У дефектному зерні вміст крохмалю нижчий.

Цукри. Їх вміст коливається від 0,6 до 7,0 % і складається в основному з цукрози та невеликих кількостей три- і тетрацукридів. У ячмені і житі присутня рафіноза; мальтози у зерні немає, вона утворюється при пророщуванні зерна.

Целюлози у зерні з плівками у (%): вівсі – 10, просі – 8, ячмені 4…5.

Пентозани – складова частина гумі-речовин (слизів). У зерні містяться геміцелюлози (напівклітковина), які склада.ться з гексозанів і пентозанів.

Загальна кількість пентозанів у зерні 7…15 %, так у вівсі їх 13…15%, ячмені 9…13%, житі близько 10%; багато гумі у житі, що викликає високу в’язкість розвареної маси і труднощі при її переробці.

Азотисті речовини у зерні містяться в основному з білків, вміст яких складає 7…25 %; амінокислот, пептидів там зовсім небагато.

У зерні присутні альбуміни – білки розчинні у воді, глобуліни – розчинні у слабких розчинах солей, проламіни – розчинні у 60…80%-них розчинах спиртів, глютеліни – білки, розчинні у слабких розчинах лугів. Невелика кількість водорозчинних білків обумовлює внесення азотного живлення при використанні цієї сировини для розмноження дріжджів.

Жири містяться у зерні у відносно невеликих кількостях: у кукурудзі 5…7%, вівсі 5…6%, просі 3,5…5%; вони зосереджені в основному у зародковій частині зерна. Крім власне жирів, зерно містить фосфатиди, стероли та ін.. речовини. Головним представником фосфатидів є лецитин – тригліцерид, що містить фосфорну кислоту і азотисту основу холину. У зерні присутні також вітаміни жиророзчинні та водорозчинні.

Мінеральні речовини (зола) і кислоти складають 1,5…3,0% від маси зерна. Вони знаходяться у оболонках, квіткових плівках та у зародку, більше золи у плівчастих культурах.

У склад золи входить в основному фосфат калію. Близько 85% фосфору від загального його вмісту у зерні знаходиться в органічних речовинах – нуклеопротеїдах, фосфатидах і фітині.

З кислот у злакових культурах містяться: фосфорна, щавлева, яблучна, молочна. Загальна кислотність зерна становить 1,5 …2,5 cм³ 1моль/дм³ розчину гідроксиду натрія на 100 г зерна, активна кислотність водної витяжки складає рН 5,5…6,5; у пошкодженого зерна кислотність підвищується.

3. Картопля – однорічна рослина, бульби картоплі ззовні покриті шкірою на якій містяться вічка, а під нею – декілька рядів мертвих клітин (пробки) і 2-3 ряди живих клітин.

Слід зауважити, що найкращим технологічним вимогам виробництва відповідає картопля, з якої отримують у 3-4 рази більше крохмалю, ніж із зернових культур. Картопляний крохмаль швидко розварюється, в картоплі містяться азотні і фосфорні речовини, у достатній кількості для живлення дріжджів під час спиртового бродіння.

Хімічний склад бульб картоплі залежить від сорту, грунтово-кліматичних умов, агротехніки, внесених добрив, часу та умов зберігання. Бульби містять в середньому 25% сухих речовин і 75% води.

Сухі речовини бульб картоплі складаються приблизно із 24% органічних і 1% мінеральних речовин.

До органічних речовин бульб належать, %: крохмаль- 18,5, цукри – 0,8, целюлоза (клітковина) – 1,0, пектинові речовини – 1,5, азотні речовини – 2,0 та жири – 0,2. Отже, кількість крохмалю в бульбах картоплі становить 70…80% від сухої маси і 95…98% від маси вуглеводів.

У виробництві спирту із крохмалевмісної сировини використовують оцукруючі матеріали: солод, ферментні препарати або їх суміш. Свіжепророслий солод готують з різних злакових культур для повного розщеплення сировини до простих цукрів, що зброджуються дріжджами. На зелений солод наносять дезінфікуючий розчин, витримують 20-25 хв., подрібнюють його, змішують з водою у співвідношенні 1 : 4-5 л води. Отриману суміш називають солодовим молоком, яку іще дезінфікують формаліном і використовують для розщеплення сировини. Концентрація солодового молока складає 5-6%.

Тема: Cвіжопророслий солод.

План

1. Теоретичні основи гідролізу у виробництві спирту.

2. Характеристика сировини для приготування солоду.

3. Основні технологічні стадії отримання оцукрюючого матеріалу.

4. Вимоги до якості свіжопророслого солоду.