Методичка ЗХТП(бродилка)

Органолептичні та фізико-хімічні показники пива конкретних оригінальних назв обумовлені особливостями їх рецептури і технології, але не повинні бути нижче встановлених чинним державним стандартом на пиво.

Таблиця 4.9 – Органолептичні показники якості пива

41

Таблиця 4.10 – Фізико-хімічні показники якості пива

Разові проби пива відбирають з ЦБА перед фільтруванням і з форфасів перед розливом фільтрованого пива і після його розливу в пляшки. Всі разові проби зливають в один посуд і одержують вихідну пробу, перемішують її та відбирають 1 дм3 суміші, яка є середньою пробою даної партії пива. Одержаний зразок використовують для подальшого дослідження. Аналіз пива, яке розлите в пляшки, проводять, відбираючи 4-6 пляшок від кожної партії. Пиво, яке необхідне для аналізу, обов'язково звільняють від діоксиду вуглецю. Для цього зразок пива кімнатної температури струшують у колбі і багаторазово переливають з одного великого стакана в інший.

4.7.2 Визначення видимого екстракту

Метод заснований на визначенні екстрактивних речовин пива, яке звільнене від діоксиду вуглецю, за відносною густиною.

Прилади і посуд: циліндр місткістю 250 см3, термометр, ареометр.

Техніка аналізу. Зразок пива, який звільнений від діоксиду вуглецю, наливають по стінці у циліндр і ставлять на рівну поверхню, вимірюють температуру, занурюють ареометр. За верхнім меніском знімають покази. Якщо температура пива дорівнює 20 °С, то показ ареометра вказує на концентрацію СР упиві. Коли температура розчину не дорівнює 20 °С, вводять поправку на температуру (табл. 8). Ареометр тричі занурюють у розчин і для розрахунків беруть середнє значення.

4.7.3 Визначення дійсного екстракту рефрактометричним методом і вмісту етилового спирту з використанням занурювального рефрактометра

Метод полягає у відгонці (дистиляції) спирту із зваженої проби пива з наступним рефрактометричним визначенням густини дистиляту і залишку після відгонки, маса яких доведена до початкової маси проби.

42

Прилади і посуд: ваги лабораторні загального призначення з ціною поділки 0,01 г, термометри ртутні скляні лабораторні з ціною поділки 1,0 °С та інтервалом вимірювання від 0 до 100 °С, рефрактометр типу УРЛ-1, занурювальний рефрактометр ІРФ-1, колба плоскодонна місткістю 1 дм3 та конічна місткістю 250-300 см3, установка дистиляційна.

Підготовка проби пива. Для видалення з пива діоксиду вуглецю 250-400 см3 пива наливають у конічну колбу місткістю 1 дм3, доводять до кімнатної температури. Колбу струшують, закривають долонею і періодично відкриваючи до відсутності почуття тиску зсередини.

Допускається застосування апарату для струшування. В такому випадку колбу з пивом закривають пробкою з одним отвором, крізь яке проходить тонка трубка для виходу газу, закріплюють в апараті і струшують 20-30 хв.

Техніка аналізу. У суху плоскодонну відтаровану колбу зважують на вагах з точністю 0,1 г 200 г звільненого від СО2 пива. Колбу з’єднують з холодильником через краплевловлювач. В зважену приймальну конічну колбу попередньо наливають 5-10 см3 води, в яку занурюють наконечник через який витікає дистилят. Зібравши установку, розпочинають перегонку, під час якої в холодильник безперервно подається холодна вода.

Відгонку спочатку ведуть при слабкому нагріванні (щоб піна не надходила у краплевловлювач), збільшуючи його після встановлення рівномірного кипіння.

По закінченні відгонки, коли об’єм відігнаного дистиляту становить 150170 см3, нагрівання припиняють, наконечник ополіскують водою. Встановлюють температуру дистиляту в приймальній колбі 20 ºС і доводять дистильованою водою масу дистиляту до 200 г.

Отриманим дистилятом заповнюють стаканчик і ставлять в баню з температурою 20 °С, де витримують 15-20 хв. Перевіряють покази занурювального рефрактометра по дистильованій воді, а потім отриманого дистиляту. Отримані покази переводять по таблиці у відсотки масові етилового спирту.

Визначення масової частки дійсного екстракту. Залишок у перегінній колбі після відгонки спирту доводять водою до вихідної маси пива 200 г, ретельно перемішують і проводять вимірювання на рефрактометрі два-три рази за методикою 4.6.2.

4.7.4 Визначення активної та титрованої кислотності за допомогою рН-метра

Визначення активної кислотності за допомогою рН-метра

Суть методу полягає у визначенні різниці електричних потенціалів між двома електродами, яка залежить від показника рН розчину, в який вони занурені. Її величину вимірюють системою зі скляного електроду (вимірювальний) і каломельного електроду (порівняльний).

43

Прилади і посуд: рН-метр-мілівольтметр або іономір універсальний з межами вимірів рН від мінус 1 до плюс 14, термометр, стакани лабораторні скляні місткістю 50 см3.

Техніка аналізу. Перед початком вимірювань прилад прогрівають протягом 30-60 хв.

Електроди перед зануренням в пиво ретельно промивають дистильованою водою, а потім декілька разів досліджуваною рідиною.

Із проби пива попередньо видаляють діоксид вуглецю, відміряють 20 см3 і занурюють електроди.

Перемикач «Межі вимірювання» встановлюють в положення, що відповідає рН пива, і роблять відлік показань на шкалі приладу.

За кінцевий результат приймають середнє арифметичне значення результатів двох паралельних вимірів рН, розбіжність між якими не перевищує

0,1.

Визначення титрованої кислотності за допомогою рН-метра

Метод заснований на нейтралізації кислот і кислих солей, які містяться в пиві, розчином гідроксиду натрію. Кислотність пива виражають в см3 розчину гідроксиду натрію концентрацією 1 моль/дм3 на 100 см3 пива. Титрування проводять до рН 8,3-8,5, що відповідає зміні забарвлення фенолфталеїну, який використовують під час прямого титрування звільненого від діоксиду вуглецю пива.

Посуд і реактиви: хімічний стакан на 50 см3, піпетка на 20 см3, бюретка на 50 см3, розчин гідроксиду натрію концентрацією 0,1 моль/дм3, скляна паличка.

Техніка аналізу. Після визначення рН пива його титрують розчином гідроксиду натрію концентрацією 0,1 моль/дм3 при періодичному перемішуванні до рН 8,3…8,6 (рН переходу забарвлення індикатора фенолфталеїну).

Кислотність пива К в см3 1,0 моль/дм3 розчину гідроксиду натрію на 100 см3 пива визначають за формулою

KV 100 ,

а10

де V – об’єм розчину гідроксиду натрію концентрацією 0,1 моль на дм3, який пішов на титрування від визначеного рН до рН 8,3-8,5, см3; а – об’єм взятого на аналіз пива, см3; 10 – коефіцієнт переведення концентрації 0,1 моль/дм3 на концентрацію 1,0 моль/дм3.

4.7.5 Визначення піностійкості і висоти піни

Під стійкістю піни розуміють час, який минув з моменту її виникнення до повного руйнування.

Прилади і посуд: циліндричний скляний стакан висотою 105-110 мм із зовнішнім діаметром 70-75 мм, термометр, секундомір, лінійка.

44

Техніка аналізу. У чистий скляний стакан наливають пиво з температурою 12 °С з висоти 25 мм (відстань від горловини пляшки до верхнього краю посудини). Наливання припиняють коли верхня поверхня піни, зрівняється з верхнім краєм стакану. Лінійкою відміряють висоту піни, а секундоміром – час опадання піни. Контроль часу припиняють з утворенням на поверхні піни невеликих вільних ділянок. Стійкість піни виражають у хвилинах.

4.7.6 Визначення вмісту діоксиду вуглецю в пиві манометричним методом

помогою прокладки 2 з манометром. В нижній частині пристрою є площадка пресу 3, яка рухається за допомогою спеціального гвинта 4.

Техніка аналізу. Пляшку з пивом занурюють повністю у попередньо підігріту до 25±1 °С водяну баню і витримують при цій температурі протягом 1 год.

Через 1 год пляшку витирають і маркером відмічають рівень наливу пива по нижньому краю меніску. Пляшку вміщують у чохол з грубої тканини або шкіри для безпеки при вимірюванні.

Пляшку з пивом у чохлі затискують в апараті, з’єднуючи внутрішню частину пляшки з камерою манометра.

Апарат із затиснутою в ньому пляшкою закріплюють у механічному струшувачі або вручну сильно струшують до тих пір, поки не припиниться рух стрілки манометра. Відмічають показання манометра.

Для перевірки герметичності системи, аби запобігти втратам діоксиду вуглецю, апарат залишають із затиснутою у ньому пляшкою на 1-2 хв. Якщо тиск не спадає – система герметична.

Потім пляшку виймають, а апарат промивають водою.

45

Пиво з пляшки виливають і заповнюють пляшку водою до нанесеної мітки. З циліндра доливають воду до повного заповнення пляшки і таким чином визначають об’єм газового простору над поверхнею пива, в см3.

Обробка результатів: масову частку діоксиду вуглецю в пиві mco2 роз-

раховують за формулою

mco2 P+1 0,122+A %,

де: Р – максимальний тиск газу в пляшці, МПа·10; 1,0 – нормальний атмосферний тиск, МПа·10; 0,122 – розчинність діоксиду вуглецю при температурі 25 °С, при нормальному атмосферному тиску, г/100 г; А – поправка, що залежить від об’єму газового простору в пляшці, г/100 г (табл. 4.11).

Таблиця 4.11 –Поправка (А) на величину об’єму газового простору в пляшці

Розрахунки виконують до третього десяткового знака з наступним округленням до другого знака.

Запитання для самоперевірки

1.Характеристика пива як напою.

2.Які типи і види пива виробляють в Україні?

3.Вимоги до пива за органолептичними та фізико-хімічними показниками.

4.Правила відбору середньої проби розливного і пляшкового пива.

5.Чим відрізняються значення вмісту видимого і дійсного екстракту у пиві? Техніка їх визначення.

6.Техніка визначення вмісту спирту в пиві. З якою метою проводиться його відгонка з пива?

7.Чому значення видимого ступеня зброджування пива відрізняється від дійсного? Розрахункові формули.

8.З якою метою перед визначенням кислотності пива звільняються від присутності в ньому діоксиду вуглецю?

9.Визначення активної кислотності за допомогою рН-метра.

10.Визначення титрованої кислотності за допомогою рН-метра.

46

11.Визначення піностійкості і висоти піни.

12.Визначення вмісту діоксиду вуглецю в пиві манометричним методом.

4.8 ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6. АНАЛІЗ ВОДНО-СПИРТОВИХ РОЗЧИНІВ

4.8.1 Визначення концентрації етилового спирту у водно-спиртових розчинах скляним спиртоміром

Метод заснований на вимірюванні відносної густини водно-спиртового розчину за допомогою ареометрів спеціального призначення – спиртометрів.

Прилади та посуд: скляний спиртомір АСП-1, АСП-2, АСП-3, циліндр місткістю 250 см3, спиртовий термометр з ціною розподілу 0,1 °С.

Техніка аналізу. Перед визначенням концентрації необхідно виміряти температуру водно-спиртового розчину. Циліндр старанно миють і обполіскують аналізованим розчином. Спиртомір обтирають м’яким рушником або марлею. В циліндр наливають водно-спиртовий розчин і після повного вилучення бульбашок в нього опускають спиртомір. Для визначення об'ємної частки етилового спирту спиртомір беруть за верхній кінець стержню, вільного від шкали, і опускають в розчин доки до передбачуваної відмітки залишиться 3-4 мм, потім дають ареометру можливість вільно рухатися. Спиртомір не повинен торкатися стінок циліндра. Через 3 хв знімають покази за нижнім меніском.

Обробка результатів. За температури 20 °С покази спиртоміру відповідають дійсній концентрації спирту в розчині. Але якщо температура розчину відмінна від 20 °С, то дійсну концентрацію етилового спирту в ньому визначають за спеціальною таблицею [16].

4.8.2 Визначення вмісту етилового спирту у водно-спиртових розчинах дихромато-йодометричним методом

Хімічні методи ґрунтуються на окисленні етилового спирту в оцтову кислоту. В якості окислювача використовують дихромат калію K2Cr2О7. За витратами окислювача встановлюють кількість спирту в аналізованій пробі. Такі методи відносяться до непрямих. Вони є одними з найбільш точних методів визначення спирту в низькоконцентрованих спиртовмісних продуктах. Із збільшенням кількості домішок (альдегідів, естерів, кислот, вищих спиртів) точність методу знижується.

Дихромато-йодометричний метод оснований на окисленні спирту дихроматом калію до оцтової кислоти з подальшим визначення об’єму дихромату калію, що пішов на окислення спирту. Його визначають як різницю між об’ємом дихромату калію, взятим для аналізу, та його надлишком, що залишився після окислення спирту.

Надлишок дихромату калію визначають йодометричним методом відповідно до реакції

K2Cr2O7+6KJ+7H2SO4 = 3J2+4K2SO4+Cr2(SО4)3+7H2O

47

Виділений при цьому вільний йод титрують тіосульфатом натрію. При цьому йод окислює тіосульфат натрію до тетратіонату натрію з одночасним відновленням до катіону йоду за реакцією

2Na2S2O3+J2 = 2NaJ+Na2S4O6

Під час цієї реакції властиве йоду темно-буре забарвлення поступово зникає, тому для визначення кінця реакції застосовується як індикатор 1%-ий розчин крохмалю, який з йодом утворює з’єднання інтенсивно блакитного забарвлення.

Титрування закінчують, коли яскраво синє забарвлення розчину перейде в блакитно-зелене. За кількістю витраченого тіосульфату натрію встановлюють витрати дихромату калію на окислення спирту, як різницю між вихідним об’ємом і надлишком, який не вступив в реакцію окиснення спирту. Знаючи еквівалент розчину дихромату калію по спирту, визначають вміст етилового спирту в аналізованому розчині.

Еквівалент 0,5 моль/дм3 розчину K2Cr2O7 по спирту розраховують із реакції окислення спирту

2K2Cr2O7 = 3C2H5OH,

2×294,22 г = 3×46,01 г,

0,0245г = Х г,

де Х – кількість спирту, окисленого 1 см3 0,5 моль/дм3 розчину K2Cr2O7, г; 0,0245 – вміст K2Cr2O7 в 1см3 0,5 н. розчину, г.

Отже, 1 см3 0,5 моль/дм3 розчину K2Cr2O7 еквівалентний 0,0073 см3 спир-

ту.

Дихромато-йодометричний метод визначення спирту широко використовується в харчовій промисловості. Основною перевагою методу є те, що ним можна достатньо точно визначати спирт в невеликих об’ємах рідини. Метод дає добре відтворені результати дослідів при аналізі водно-спиртових продуктів з вмістом спирту 0,5-25 %. Точність методу значно підвищується за рахунок йодометричного визначення надлишку дихромату калію.

Для гарантії повноти окислення спирту до оцтової кислоти надлишок дихромату калію повинен бути не меншим 2-3 см3, а окислюватись завжди повинна одна і та ж кількість спирту. Тому продукти за вмістом спирту 5-15 % об. розводять в 10 разів, а більш концентровані розчини – в 20 разів. Розчини з вмістом спирту до одного відсотку аналізують без розбавлення. Аналіз виконують за температури 18-20 °С.

Внаслідок високої концентрації титрованого розчину дихромату калію вимір його в ході досліду повинен бути дуже точним, оскільки помилка в 0,1 см3 дає відхилення в міцності ± 0,2 % об. На точність результатів аналізу впливають домішки спирту, які також окислюються дихроматом калію, але ці

48

похибки значно нижчі тих, які мають місце при пікнометричних і аерометричних визначеннях спирту в низькоконцентрованих водно-спиртових розчинах.

Як в ареометричному і рефрактометричному методах, аналізують тільки чисті водно-спиртові розчини, тому спиртовмісні продукти з домішками попередньо дистилюють і далі працюють з отриманими дистилятами.

Посуд і реактиви: 0,5 моль/дм3 розчин дихромату калію, 0,1 моль/дм3 розчин тіосульфату натрію, хімічно чиста сірчана кислота з густиною 1,84 г/см3, 1 %-ий розчин крохмалю, 10 %-ий розчин йодиду калію, конічна колба місткістю 500 см3, бюретка на 10 см3, циліндри на 5 і 10 см3, скляні пластинки.

Техніка аналізу. В конічну колбу місткістю 500 см3 відмірюють з бюретки точно 10 см3 розчину дихромату калію і обережно циліндром по стінці прибавляють 5 см3 сірчаної кислоти. Коли колба прохолоне, до неї додають 5 см3 досліджуваного розчину з вмістом спирту біля 1 %. У разі потреби вихідний розчин розбавляють у 10 або 20 разів. Через 15 хв. (цього часу достатньо для окислення спирту при кімнатній температурі) до суміші добавляють 10 см3 10 %-го розчину йодиду калію і колбу накривають скляною пластинкою. Через 5 хв в колбу добавляють 200-250 см3 дистильованої води і вільний йод, що виділився, титрують 0,1 моль/дм3 розчином тіосульфату натрію, прибавляючи в кінці титрування 2-3 см3 1 %-ного розчину крохмалю. Титрування закінчують при появі блакитно-зеленого забарвлення розчину.

Приклад. Визначити кількість спирту в водно-спиртовому розчині, якщо відомо, що на титрування вільного йоду потрачено 1 см3 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату натрію. Початковий розчин розбавлений в 20 разів.

Кількість спирту Vc.р визначають з урахуванням витрати 0,5 моль/дм3 розчину дихромату калію на його окислення, еквіваленту 0,5 моль/дм3 розчину дихромату калію по спирту (1 см3 розчину відповідає 0,0073 см3 спирту), а також розбавлення початкового продукту (100:5=20).

Vc.p (a б5) 0,0073 20 (10 15) 0,0073 20 1,43 см3 ,

де а – кількість 0,5 моль/дм3 розчину дихромату калію, взята на окиснення спирту, см3; б – кількість 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату натрію, витраченого на титрування утвореного вільного йоду, см3; 5 – коефіцієнт переведення 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату натрію у 0,5 моль/дм3 розчин.

Таким чином, якщо в 5 см3 досліджуваного розчину міститься 1,43 см3 спирту, то в 100 см3 його буде Vc

Vc = 100 1,43 =28,6 см3 або 28,6 % об. 5

Запитання для самоперевірки

1.Від чого залежить відносна густина водно-спиртового розчину?

2.Як правильно підготувати посуд для вимірювання концентрації етилового спирту?

3.Будова спиртоміру і правила роботи з ним.

49

4.Визначення концентрації спирту у водно-спиртових розчинах скляним спиртоміром.

5.За яких умов спиртомір показує дійсну концентрацію спирту в розчині?

6.За яких умов для визначення дійсної концентрації спирту в розчині застосовують спиртомірні таблиці.

7.Будова спиртомірної таблиці та методика визначення дійсної концентрації спирту.

8.За яких умов при використанні спиртомірної таблиці проводять інтерполяцію наведених значень.

9.Визначити за допомогою спиртомірних таблиць вміст спирту, якщо температура розчину і покази спиртоміра відповідно становлять: 1) 12о С і 86,5; 2) 25,2о С і 68,4; 3) 31,2о С і 89,3.

10.На чому базуються хімічні методи визначення спирту? Напишіть відповідні хімічні реакції.

11.Основні переваги і недоліки дихромато-йодометричного методу визначення вмісту спирту порівняно з іншими методами.

12.В яких межах повинна бути концентрація спирту в розчині при застосуванні дихромато-йодометричного методу?

13.Розрахунок еквіваленту 0,5 моль/дм3 розчину K2Cr2O7 по спирту.

14.Техніка визначення вмісту спирту дихромато-йодометричним методом.

15.Техніка окиснення спирту дихроматом калію.

16.Техніка визначення вільного йоду та як контролюють закінчення титрування розчину тіосульфатом натрію.

4.9ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7. АНАЛІЗ РЕКТИФІКОВАНОГО СПИРТУ

ВУкраїні спирт етиловий ректифікований для харчових цілей виробляють із харчової сировини, яка містить крохмаль або цукри: пшениці, кукурудзи, ячменю, жита, меляси та ін. Залежно від способу виробництва і ступеня очищення розрізняють наступні сорти спирту етилового ректифікованого: Пшенична сльоза, Люкс, Екстра, вищої очистки. Якість спирту оцінюють за органолептичними та фізико-хімічними показниками (табл. 4.12) відповідно до вимог ДСТУ 4221:2003. За органолептичними показниками спирт має відповідати таким вимогам: зовнішній вигляд – прозора рідина без сторонніх частинок і каламуті; колір – безбарвна рідина; смак і запах – характерні для кожного виду етилового спирту, що вироблений з відповідної сировини, без стороннього і неприємного присмаку й запаху.

4.9.1. Відбір середньої проби

Якість спирту етилового ректифікованого визначають аналізом середньої проби, яку відбирають згідно з встановленими стандартом вимогами з партії продукції.

50