книги из ГПНТБ / Рухлядева А.П. Технохимический контроль спиртового производства

мы. х у г л е в о д о в в б р а ж к а х . В бражках опреде­ ляют общее содержание растворимых сбраживаемых углеводов и крахмала с применением колориметрическо­ го или химического методов.

Для определения углеводов колориметрическим ме­ тодом берут на анализ 25 г бражки, количественно пере­ носят в мерную колбу на 200 мл, смывая ее 75 мл 0,53%- ного раствора серной кислоты и далее ведут определе­ ние, как описано в главе II при определении общего количества углеводов (стр. ПО).

Для определения углеводов химическим методом взвешивают 50 г бражки в стаканчике, количественно переносят в мерную колбу на 200 мл, клейстеризуют, осахаривают, проводят гидролиз и определяют сахара, как это описано в главе II, стр. 84, 86.

Содержание цесброженных углеводов вычисляют в граммах на 100 г бражки. При анализе химическим ме­ тодом в данные анализы вносят поправку на пентозаны. При колориметрическом определении такой поправки не требуется.

Р а с ч е т с о д е р ж а н и я с б р а ж и в а е м ы х в е ­ щ е с т в по п р о д у к т а м б р о ж е н и я и п о т е р я м . Для расчета все продукты брожения: спирт (в дистил­ ляте и уловленный из газов брожения) и углеводы в бражке пересчитывают в крахмал и определяют их сум­ му, которая должна составлять 94,3% от содержащихся в помоле сбраживаемых углеводов. Остальные 5,7% со­ ставляют неопределяемые потери.

Массу крахмала, израсходованную на продукты бро­ жения, делят на 0,943 и находят общее количество крах­ мала, введенного с мукой и солодовой вытяжкой. Из найденной величины вычитают количество углеводов, введенных с солодовой вытяжкой, и узнают количество сбраживаемых углеводов, введенных с помолом зерна. Это количество относят к величине навески помола, взя­ той на брожение и определяют крахмалистость помола в процентах, которую затем пересчитывают на зерно, учитывая его влажность. Расчет проводят по данным каждого опыта и вычисляют среднее значение крахма­ листости.

Пример. На брожение в каждую из двух колб взято по 50 г муки влажностью 14%. Влажность исходного зерна 16,0%.

Всего приготовлено 150 мл солодовой вытяжки. На разжиже­ ние израсходовано 5 мл вытяжки и на осахаривание — 30 мл. Та-

200

ким.образом, в каждую пробу добавлено 35 мл солодовой вытяжки. На анализ взято 25 мл вытяжки. Определение углеводов в вы­ тяжке проводили колориметрическим методом. При анализе в 25 мл вытяжки найдено 1,70 г сбраживаемых углеводов. Количество уг­ леводов во всем объеме вытяжки, взятой на осахаривание, в пере­

счете на крахмал составит

1,71 • 35 ■0,9

2,15 г.

25

При определении количества крахмала, израсходованного на получение спирта, относительная плотность дистиллята была 0,9890, что соответствует содержанию спирта в бражке 7,95% об. Получено бражки 240 мл. Следовательно, при брожении получено спирта:

7,95 ■240

= 19,080 мл.

100

Уловлено спирта из газов брожения 0,Ю8 мл. Всего спирта, об­ разовавшегося при брожении,'*

19,080 + 0,108 = 19,188 мл.

На это количество спирта израсходовано крахмала

19,188 • 100

26,70 г,

71,86

где 71, 86 — теоретический выход из 100 г крахмала, мл.

При определении углеводов в бражке колориметрическим мето­ дом в 100 мл ее было найдено 0,40 г глюкозы.

Общее содержание сбраживаемых углеводов в бражке в пере­ счете на крахмал составит

0,40 ■240 • 0,9

0,864 г.

100

Общее количество крахмала (израсходованное на образование спирта и оставшегося несброженным в бражке)

26,70 + 0,864 = 27,564 г.

Это количество крахмала составляет 94,3% от введенного, поэтому общее количество крахмала будет равно

27,564 ■100

29,23 г.

94,3

Из этого количества крахмала следует вычесть крахмал, введен­ ный с солодовой вытяжкой. Тогда количество крахмала, введенное с помолом, будет

29,23 — 2,15 = 27,08 г.

Это количество содержится в 50 г помола, поэтому крахмалис­ тость помола зерна будет равна

27,08 • 100 = 54,16%.

50

201

Крахмалистость исходного зерна составит'

54,16 (100 — 16)

---------- 5------------— = 52,9 ЮО— 14

Определение крахмалистости зерносмеси

Для определения крахмалистости зерносмеси уста­ навливают сначала содержание отдельных культур, вхо­ дящих в ее состав. Для этого па технических весах берут навеску 50 г зерносмеси, вручную разбирают ее по куль­ турам, взвешивают каждую фракцию и, относя ее к массе взятой навески, определяют процентное содержа­ ние каждой культуры в смеси.

Крахмалистость зерносмеси определяется поляримет­ рическими методами (см. стр. 177, 187), но для расчета пользуются средневзвешенным коэффициентом, который для каждой культуры имеет определенное значение.

Коэффициент зерносмеси подсчитывают по уравнению

меня. Влажность зерносмеси 15,4%. Для определения состава зер­

носмеси влажностью 13,2%. После обработки ее слабой соляной кислотой в условиях поляриметрического метода получен раствор, поляризация которого равна 27,2°.

Расчетный коэффициент для анализируемой зерносмеси 1,957-40,8 + 1,849 • 4 5 ,6 + 1,912 • 10,6

откуда крахмалистость помола зерносмеси

Скр.п = 27-2 • К901 =51,71%

и крахмалистость зерносмеси

51,71 (100— 15,4)

202

КОНТРОЛЬ к а ч е с т в а к а р т о ф е л я

Внешняя оценка

Обычно на завод поступает картофель самого раз­ личного качества, разнообразный по окраске и величине клубней, их форме и степени зрелости, поврежденный вредителями и болезнями (паршой и ризоктонией), а также с механическими повреждениями клубней.

Анализ такого картофеля не вызывает каких-либо затруднений; его крахмалистость и загрязненность оп­ ределяют на картофельных весах без предварительной обработки.

Однако на переработку часто поступает мороженый картофель (однократно и многократно) и дефектный, пораженный гнилью.

Мороженым считается такой картофель, в клубнях которого клеточный сок замерз полностью или в значи­ тельной степени.

Частично подмороженным считают такой картофель,

вклубнях которого большее количество сока находится

вжидком состоянии, твердая, промерзшая корка не пре­ вышает ’Д клубня и клубень сравнительно легко ре­ жется ножом.

Мороженый и частично подмороженный картофель по внешнему виду сходны с нормальным здоровым кар­ тофелем.

даже после оттаивания.

Загнившим считают картофель, клубни которого по­ ражены в той или иной степени грибковыми или бакте­ риальными заболеваниями.

В пробах отобранного картофеля определяют размер клубней, а также содержание клубней с наростами, мел­ ких, позеленевших, увядших, поврежденных механически и вредителями, явно загнивших.

Размер клубней свежего картофеля устанавливают по наибольшему диаметру, измеренному в любом на­ правлении.

203

Содержание мелких клубней и клубней с другими недостатками определяют во всей пробе, отобранной от проверяемой партии картофеля.

Не допускается к приемке картофель, содержащий более 4% по массе мелких клубней (диаметром менее 2—3 см). Допускаются к приемке клубни с наростами, позеленевшие и увядшие. Клубней с прилипшей землей должно быть не более 1,5% от всей партии, а механи­ чески поврежденных — не более 2%.

В средней пробе определяют также поражение кар­ тофеля болезнями и гнилью.

Картофель, пораженный гнилью, характеризуется гнилостным запахом, разрушением кожуры или ее по­ темнением и частичными разрушениями тела клубней. Так как внутренняя гниль в начальной стадии снаружи

общего количества) клубней и разрезают их в продоль­ ном направлении.

Если в разрезанных клубнях не обнаружат желези­ стую пятнистость и другие виды заболевания, то ос­ тальные клубни не разрезают. В противном случае раз­ резают все клубни в пробе.

При наличии на одном клубне нескольких дефектов (заболевания, повреждения и т. д.) их учитывают по одному, наиболее существенному дефекту, поэтому сум­ ма всех обнаруженных дефектов будет равна сумме де­ фектных клубней в пробе.

При разрезании клубней в картофеле обнаруживают также пустоты.

Определение качества картофеля с помощью картофельных весов

Основными показателями качества картофеля явля­ ются его крахмалистость и засоренность, которые опре­ деляют с применением картофельных весов.

У с т р о й с т в о к а р т о ф е л ь н ы х в е с о в

Картофельные весы (рис. 54) состоят из неравнопле­ чего коромысла 2, двух проволочных корзин 1 (для оп­ ределения крахмалистости), бачка со сплошными стен­ ками (для определения засоренности) и бачка с водой 3.

204

Коромысло весов (рис. 55) имеет два плеча — корот­ кое и длинное. На коротком плече навешен большой подвижный груз 7, служащий для основного уравнове­ шивания весов, и сережка 8, на которую подвешивают

'проволочные корзины одна над другой. Нижняя корзина

Рис. 55. Коромысло картофельных весов.

205

погружена в бачок с водой, постоянный уровень которой

Заднюю линейку используют для отвешивания наве­ сок на анализ в воздухе и определения загрязненности. Она градуирована в делениях от 0 до 60, выражающих процент загрязненности.

Передняя линейка 2 градуирована по процентному содержанию крахмала в пределах от 10 до 30% с точ­ ностью до 0,1%; по ней берется отсчет при отвешивании картофеля, погруженного в воду, путем передвижения малой гири по коромыслу. Линейки заканчиваются ука­ зательными стрелками, над которыми помещены два

проверочную тарировку. Для этого, не меняя положения

206

ку выдвигают вправо до упора и уравновешивают весы малой гирей 1 по шкале крахмалистости. Каждому де­ лению линейки 2 соответствует определенная величина положенного в корзину груза, что видно из табл. 11.

При тарировке картофельных весов допускаются от­ клонения ± 2 г.

При определении засоренности также проводят тари­ ровку весов. Для этого корзины заменяют бачком со сплошными стенками (равновесие весов должно сохра­ няться). Затем в бачок помещают определенный груз, который уравновешивают большой гирей 6. Гиря урав­ новешивает груз на соответствующей отметке, характе­

О п р е д е л е н и е з а г р я з н е н н о с т и

Из средней пробы отвешивают 5 кг картофеля, пере­ сыпают в ведро с водой и отмывают грязь. Отмытый картофель высыпают на противень с сетчатым дном, выдерживают 2—3 мин, чтобы стекла вода, затем пере­ сыпают в чистый и сухой бачок и подвешивают его к весам. Малую гирю отводят влево до упора, выдвижную линейку задвигают внутрь до упора и зажимают вин­ том. Нулевое деление соответствует 5 кг. Большую гирю выдвигают так, чтобы острие штифта-указателя точно попало в углубление — черту нулевого деления.

Процент загрязненности определяют, передвигая большую гирю на коромысле до полного уравновеши­ вания весов, отмечая деление, на котором остановилось острие штифта-указателя. К найденному значению при­ бавляют 1% — поправку на приставшую влагу. Полу­ ченная величина соответствует загрязненности картофе­ ля в процентах.

Пример. При уравновешивании весов с исследуемым образцом картофеля в бачке острие штифта-указателя остановилось на чет­ вертом делении. С поправкой на приставшую влагу загрязненность картофеля составит

4 Д- 1 = 5% ,

Загрязненность картофеля можно определять также и на чашечных весах. Для этого отвешивают произволь­

207

тивень с сетчатым дном на 2—3 мин, чтобы стекла вода, и вновь взвешивают. Из массы вымытого картофеля вы­ читают массу приставшей воды (1%) и вычисляют ве­ личину загрязненности картофеля.

Загрязненность х (в %) вычисляют по формуле

мывку в двух ведрах: в первом ведре с теплой водой в

выкладывают на ситчатый противень для стекапия воды и через 2 мин взвешивают, определяя массу мытого картофеля. Общая продолжительность определения 5,8 мин. Засоренность определяют по разности массы гряз­ ного и чистого картофеля (см. выше).

Для определения загрязненности неоднократно под­ мороженного картофеля отбирают среднюю пробу обыч­ ным способом. Клубни выкладывают в ряд по убываю­ щей величине и отбирают каждый восьмой-десятый клу­ бень, всего 10— 15-штук. Взвешивают, быстро отмывают грязь, снова взвешивают и определяют засоренность, как было описано выше.

Для определения загрязненности загнившего карто­ феля отбирают среднюю пробу общепринятым методом в количестве 20 кг. К сорной примеси относят, кроме обычной грязи, также гнилую 'часть клубней, которая удаляется в процессе мойки.

208

Для анализа отвешивают 5 кг загнившего картофеля. Клубни моют в бачке, энергично перемешивая веслом, стараясь не повреждать здоровой части клубней. Отмы­ тый картофель взвешивают и определяют его загряз­ ненность, как было описано выше. Для большей точно­ сти проводят 2—3 параллельных определения и вычис­ ляют среднее арифметическое.

О п р е д е л е н и е к р а х м а л и с т о с т и

Под крахмалистостью картофеля понимают общее содержание в нем сбраживаемых углеводов. Обычно крахмалистость технических заводских сортов картофе­ ля находится в пределах 14— 18%.

На спиртовых заводах для определения крахмалис­ тости используют технический метод, в основу которого положено определение крахмалистости по относитель­ ной плотности картофеля.

Относительная плотность картофеля изменяется про­ порционально содержанию в нем сухих веществ, но так как разница между содержанием в картофеле сухих ве­ ществ и сбраживаемых углеводов есть величина прак­ тически постоянная, и равная, как было указано выше, 5,75, то относительная плотность картофеля зависит почти исключительно от крахмалистости картофеля. Чем больше в картофеле сбраживаемых углеводов, тем больше его относительная плотность, и наоборот. Так, при относительной плотности картофеля 1,0616, он имеет крахмалистость 10%, а при 1,1086 — 20,1%.

Практически определение крахмалистости ведут на картофельных весах.

Относительную плотность картофеля на весах опре­ деляют, взвешивая картофель в воздухе и воде.

Если при погружении 5 кг картофеля (Р) в воду он показал массу 0,5 кг, то, согласно закону Архимеда, вытесненная им вода весит Q = 5,0—0,5 = 4,5 кг. Относи­ тельная плотность картофеля определится из соотноше­ ния Р : Q и в данном случае будет равна

5 : 4,5 = 1,111.

По найденной таким образом плотности можно оп­ ределить крахмалистость картофеля.

Однако на практике обычно относительную плотность не вычисляют; пользуясь картофельными весами, крах­

209