Технологические расчеты в бродильных производствах (стр. 12 из 16)

Практический выход спирта можно подсчитать на действующем производстве на основании массы переработанного сырья, содержания в нем сбраживаемых веществ, и количества полученного из этой массы сырья безводного спирта по формуле

, (54)

где В — выход спирта, дал/т; Q — объем безводного спирта, полученного за отчетный период, дал; G — масса переработанного за тот же период зернового сырья, т; Кр — условная крахмалистость сырья, %.

Практический выход спирта по отношению к теоретическому (%)

. (55)

На производстве каждый вид крахмалистого сырья перерабатывается с использованием различных технологических приемов (режимы подработки и разваривания, схемы разваривания и осахаривания и т.д.). В связи с этим нормы выхода спирта из каждого вида сырья разрабатываются на основании теоретических и экспериментальных исследований Всероссийским научно–исследовательским институтом пищевой биотехнологии и утверждаются Федеральными органами исполнительной власти. Нормативы выхода этилового спирта из различных видов сырья приведены в таблице 12. При введении технических усовершенствований к нормативным выходам прибавляются надбавки, указанные в таблице 13.

Суммарные потери сбраживаемых веществ (%) определяются по разнице между 100% и практическим выходом спирта

. (56)

Под потерями подразумевается количество условного крахмала, которое выбывает из данного технологического процесса, не может быть использовано ни в каком другом процессе и теряется безвозвратно. К потерям можно отнести:

Таблица 12. Нормативы выхода спирта из 1 т условного крахмала сырья, дал/т

Вид сырья	Схема производства
	Периодическая	Полунепрерывная	Непрерывная	Непрерывная с вакуум–охлаждением*
Картофель	64,7	65,0	65,7	66,6
Кукуруза	64,0	64,3	65,0	65,9
Рожь	62,9	63,2	63,9	64,8
Пшеница	63,7	64,0	64,8	65,7
Ячмень	62,4	62,7	63,4	64,3
Овес и чумиза	61,8	62,1	62,8	63,7
Просо и гаолян	63,5	63,8	64,5	65,4
Гречиха	61,1	61,4	62,1	64,6
Вика, чечевица, горох	59,1	59,4	60,1	63,0
Меласса	65,9	—	66,5	66,5
Рис–зерно (нешелушеный)	61,8	62,1	62,8	63,7
Рис–крупа	64,7	65,0	65,7	66,6
Сорго	63,5	63,3	64,5	64,6
Тритикале	—	—	—	65,5

*нормативы даны с учетом надбавок на удлиненный срок брожения или на 60 ч при непрерывно–проточном или циклическом способах брожения, а также на вакуум–охлаждение разваренной массы

Таблица 13. Надбавки к нормативным выходам спирта при введении

технических усовершенствований на производстве

Техническое усовершенствование	Надбавка,дал/т
Удлиненный срок брожения от 48 до 72 ч	0,8
в том числе на каждые 6 ч сверх 48 ч	0,2
Непрерывно–проточный или циклический способ брожения при сроке 60 ч	0,8
Полная замена солода поверхностной культурой микроорганизмов	0,3
Частичная замена солода поверхностной культурой микроорганизмов	0,2
Полная замена солода глубинной культурой микроорганизмов	0,7
Частичная замена солода глубинной культурой микроорганизмов	0,35
Осахаривание с вакуум–охлаждением	0,1
Сбраживание с рециркуляцией сусла	0,1

потери при подработке зерна, разваривании, солодоращении, расход сахара на размножение дрожжей, потери на брагоректификационной установке.

Виды технологических потерь и их нормативные величины приведены в таблице 14. Суммарные технологические потери при переработке различных видов сырья представлены в таблице 15.

При нарушениях технологического режима возникают дополнительные потери сбраживаемых углеводов, оценить которые можно, пользуясь таблицей 16.

Таблица 14. Виды технологических потерь в спиртовом производстве

Вид потерь, стадия процесса	Норма, % от исходного
Потери при обрушивании овса	1,5
Потери при размоле зерна (ячмень и просо)	0,3
Потери при водно–тепловой обработке*	2,5
Потери при солодоращении	16% крахмала зерна на солод или 1,2% от всего крахмала сырья
Потери при культивировании микроорганизмов поверхностным способом	85% от содержания в питательной среде
Потери при культивировании микроорганизмов глубинным способом	75% от содержания в питательной среде
Потери при сбраживании зерно–картофельного сусла	4% от сбраживаемых углеводов, введенных в производство
Потери при сбраживании мелассного сусла	5,6–9,8
Потери с недобродом в зерно–картофельной бражке	3,46% от сбраживаемых углеводов, введенных в производство
Потери с недобродом в мелассной бражке	2,5% от введенного в производство сахара.
Потери при нарастании кислотности бражки	0,623% от введенных с суслом**
Потери спирта с газами брожения	0,04% от введенныхв производство
Потери при перегонке и ректификации	0,182% от введенныхв производство

*В связи со сложностью учета потери при водно–тепловой обработке сырья включают в неопределяемые потери и принимают равными минимуму — 2,5%.

**Потери при нарастании кислотности определены только для переработки зерно–картофельного сусла. Нарастания кислотности мелассного сусла не должно происходить.

5.4.2. Пример

За отчетный период на заводе было переработано 60 тыс. т пшеницы с условной крахмалистостью 54,3% и получено 2 150 тыс. дал спирта в пересчете на спирт высшей очистки крепостью 96,2 % об. Определить фактический выход спирта и сравнить его с теоретическим. Определить общие потери сбраживаемых углеводов.

Решение. Пересчитаем выработанный спирт в безводный:

2 150 000×0,962=2 068 300 дал.

Определяем фактический выход спирта по формуле (54)

дал/т.

Теоретический выход спирта из крахмала составляет 71,98 дал/т. Тогда фактический выход спирта составляет (формула (55))

% от теоретического.

Суммарные потери сбраживаемых веществ определяем по формуле (56)

%.

Таблица 15. Суммарные технологические потери при переработке различных

видов сырья, %

Вид сырья	Технологическая схема производства
	непрерывная	непрерывная с использованием ферментных препаратов
Картофель	7,48	6,51
Кукуруза	8,45	7,48
Рожь	9,98	9,01
Пшеница	8,73	7,42
Ячмень	10,67	9,7
Овес и чумиза	11,51	10,53
Просо и гаолян	9,15	8,17
Сорго	10,26	9,28
Гречиха	12,48	11,50
Вика, чечевица, горох	15,26	14,28
Меласса	7,62	—
Рис нешелушеный	11,51	10,53
Рис–крупа	7,48	6,51
Тритикале	9,6	8,04

Таблица 16. Потери сбраживаемых углеводов при нарушениях

технологического режима

Показатель, за счет которого могут быть получены потери	Потери сбраживаемых углеводов
	% к введенным в производство	дал на т условного крахмала перерабатываемого сырья
Нарастание кислотности на 0,1є	0,313	0,202
Повышение содержания несброженных углеводов в бражке на 0,01 г/100 мл	0,769	0,450
Перерасход зерна на солод на 1%	0,075	0,049
Не уловлено спирта из газов брожения 0,1%	0,092	0,060
Увеличение содержания спирта в барде на 0,005%	0,060	0,039

5.4.3. Задания и задачи

1. Для завода, работающего по непрерывной схеме с вакуум–охлаждением сусла и с полной заменой солода глубинной культурой микроорганизмов установить нормативный выход спирта.

2. За отчетный период на заводе было переработано 196 т ржи с условной крахмалистостью 52,5% и получено головной фракции крепостью 95,5% об 174 дал, спирта–ректификата сорта «Экстра» крепостью 96,5 % об 6680 дал и сивушного масла крепостью 88,0% об 27 дал. Определить выход спирта за отчетный период.

3. За отчетный период на заводе было переработано 125 т мелассы с содержанием сахара 44% и получено спирта в пересчете на спирт высшей очистки крепостью 96,2 % об 3580 дал. Определить выход спирта за отчетный период.

4. Во время брожения сусла из пшеницы (крахмалистость 54%) произошло нарастание кислотности на 0,45є. Определить выход спирта и величину потерь сбраживаемых углеводов, если расход ячменя на осахаривание составил 107 кг на 1 т сырья (крахмалистость 48%), расход проса соответственно — 50 кг (крахмалистость 54%). На предприятии применяется непрерывная схема разваривания с вакуум–охлаждением, ферментные препараты не используются. Технологические потери на остальных стадиях не превышают нормативных.

5.5. Контрольные задания и задачи

1. Установить нормативный выход спирта для предприятия, исходя из особенностей применяемой технологической схемы (см. нижеследующую таблицу). Определить фактический выход спирта за отчетный период и сравнить его с теоретическим и нормативным. Сделать вывод об эффективности работы предприятия.