Технологические расчеты в бродильных производствах (стр. 3 из 16)
, (10)где GMg — содержание в воде ионов магния, мг–экв/л; остальные обозначения те же, что и в формуле (9).
Для светлых сортов пива используют воду с остаточной щелочностью не более 0,54 мг–экв/л.
Отношение ионов Са2+/Mg2+. В пивоварении обращают внимание не только на общее содержание ионов кальция и магния в воде, но и на их отношение. При этом предпочтение отдается ионам Са2+, а ионы Mg2+ могут содержаться в минимальных количествах или даже полностью отсутствовать. Отношение концентрации ионов кальция и магния в воде рассчитывается в мг–экв/л. Предельное значение отношения 1:1. Оптимальное — 4:1. При значениях отношения Са2+/Mg2+ ниже предельного пиво может иметь неприятный вкус.
Содержание ионов, оказывающих влияние на технологический процесс и органолептические показатели пива. Дополнительные требования по ионному составу воды установлены технологической инструкцией по водоподготовке для производства пива и безалкогольных напитков (ТИ 10–5031536–73–90).
Таблица 5. Требования к качеству воды в пивоварении
| Показатель | Значение | Показатель | Значение |
| рН | 6,0–6,5 | Магний, мг/л | следы |
| Окисляемость, мг О2/л | 2 | Марганец, мг/л | 0,1 |
| Щелочность, мг–экв/л | 0,5–1,5 | Медь, мг/л | 0,5 |
| Общая жесткость, мг–экв/л | 2–4 | Цинк, мг/л | 5,0 |
| Катионы: | Анионы: | ||
| Алюминий, мг/л | 0,5 | Нитраты, мг/л | 10 |
| Железо (суммарно), мг/л | 0,1 | Нитриты, мг/л | 0 |
| Кальций, мг–экв/л | 2–4 | Сульфаты, мг/л | 100–150 |
| Кремний, мг/л | 2 | Хлориды, мг/л | 100–150 |
1.3.2. Задания и задачи
1. Вода содержит 150 мг/л ионов кальция и 40 мг/л ионов магния. Рассчитать ее кальциевую и магниевую жесткость в мг–экв/л и ммоль/л. Определить общую жесткость воды и отнести воду к определенному типу по жесткости.
2. Общая жесткость воды составляет 5,2 мг–экв/л, содержание ионов магния в ней 20 мг/л, а общая щелочность 3,4 мг–экв/л. К какому типу жесткости относится данная вода? Рассчитать пригодность воды по щелочности. Для приготовления каких сортов пива эту воду можно использовать без предварительной водоподготовки?
3. Вода содержит 50 мг/л ионов кальция и 10 мг/л ионов магния, а общая щелочность ее составляет 4 мг–экв/л. Какое влияние эта вода будет оказывать на вкусовые качества пива? К какому типу жесткости относится данная вода?
1.3.3. Пример
Вода содержит 280 мг/л ионов кальция и имеет общую щелочность 17,5 мг–экв/л. Сколько мл соляной кислоты концентрацией 37% и плотностью 1,19 г/см3 нужно добавить к 1 м3 такой воды, чтобы довести показатель пригодности по щелочности до единицы?
Решение. Кальциевая жесткость воды составляет
мг–экв/л.Пригодность по щелочности вычислим по формуле (9).
.Превышение щелочности над содержанием ионов кальция составляет
17,5 – 13,97=3,53 мг–экв/л.
Для того чтобы довести показатель пригодности воды по щелочности до единицы, необходимо избыток щелочности нейтрализовать кислотой. Поскольку вещества реагируют в эквивалентных количествах, для связывания щелочности требуется
3,53∙36,5=128,845 мг соляной кислоты,
где 36,5 — эквивалент соляной кислоты.
Товарная соляная кислота содержит 37% НСl, то есть потребуется
мг кислоты.Требуемый объем кислоты на нейтрализацию избыточной щелочности в 1 л воды составит
мл, т.е. 292 мл на 1 м3.1.4. Контрольные задания и задачи
1. Определить средневзвешенную влажность и сорность зерна, если на склад поступили следующие партии зерна:
| Масса партии, кг | Вариант | |||||||
| Wi % | Ci, % | Wi % | Ci, % | Wi % | Ci, % | Wi % | Ci, % | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||||
| 4000 | 14,0 | 0,5 | 15,0 | 1,2 | 14,8 | 0,8 | 13,2 | 1,0 |
| 2000 | 13,5 | 1,0 | 14,0 | 1,0 | 14,0 | 0,7 | 14,2 | 0,5 |
| 1500 | 14,5 | 0,8 | 14,5 | 1,5 | 15,0 | 0,5 | 14,8 | 0,8 |
| 1800 | 14,2 | 1,2 | 15,3 | 1,7 | 13,7 | 1,0 | 14,5 | 1,2 |
| 5 | 6 | 7 | 8 | |||||
| 1000 | 14,8 | 0,8 | 13,2 | 1,0 | 15,0 | 1,0 | 14,5 | 0,5 |
| 4500 | 14,0 | 0,7 | 14,2 | 0,5 | 13,7 | 0,8 | 14,2 | 0,7 |
| 1500 | 15,0 | 0,5 | 14,8 | 0,8 | 14,2 | 0,5 | 14,4 | 1,0 |
| 2000 | 13,7 | 1,0 | 14,5 | 1,2 | 14,0 | 1,1 | 13,7 | 0,9 |
| 2000 | 13,5 | 1,5 | 14,0 | 1,3 | 14,7 | 0,6 | 15,6 | 2,0 |
| 9 | 10 | 11 | 12 | |||||
| 3000 | 14,5 | 0,2 | 14,0 | 1,0 | 14,0 | 0,5 | 15,0 | 1,2 |
| 3500 | 15,0 | 0,4 | 14,2 | 1,2 | 13,5 | 1,0 | 14,0 | 1,0 |
| 2500 | 15,2 | 1,0 | 14,7 | 1,4 | 14,5 | 0,8 | 14,5 | 1,5 |
| 4000 | 13,9 | 0,5 | 14,9 | 0,8 | 14,2 | 1,2 | 15,3 | 1,7 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | |||||
| 1700 | 15,0 | 1,0 | 14,8 | 0,8 | 13,2 | 1,0 | 15,0 | 0,9 |
| 1200 | 13,7 | 0,8 | 14,0 | 0,7 | 14,2 | 0,5 | 14,5 | 0,8 |
| 2100 | 14,2 | 0,5 | 15,0 | 0,5 | 14,8 | 0,8 | 14,2 | 1,0 |
| 1500 | 14,0 | 1,1 | 13,7 | 1,0 | 14,5 | 1,2 | 15,1 | 1,1 |
| 1500 | 14,7 | 0,6 | 13,5 | 1,5 | 14,0 | 1,3 | 14,8 | 1,2 |
| 17 | 18 | 19 | 20 | |||||
| 10000 | 15 | 0,4 | 14,0 | 1,0 | 14,5 | 0,5 | 14,6 | 0,7 |
| 15000 | 14,5 | 0,5 | 14,2 | 1,2 | 14,2 | 0,7 | 14,8 | 0,9 |
| 8500 | 14,8 | 0,9 | 14,7 | 1,4 | 14,4 | 1,0 | 14,2 | 0,5 |
| 7000 | 15,5 | 1,2 | 14,9 | 0,8 | 13,7 | 0,9 | 15 | 1,0 |
2. Определить убыль массы зерна и массу зерна после хранения, если исходная масса (М), влажность и сорность зерна (W, С), а также влажность и сорность его после хранения (W1, С1) приведены в таблице.
| М, кг | Вариант | |||||||||
| 1–4 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||
| W, % | С, % | W1, % | С1, % | W1, % | С1, % | W1, % | С1, % | W1, % | С1, % | |
| 200 | 14,2 | 1,0 | 13,5 | 0,8 | 14,0 | 1,5 | 13,0 | 0,4 | 14,6 | 0,6 |
| 5–8 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||||
| 450 | 15,5 | 0,6 | 15,7 | 0,8 | 13,2 | 0,5 | 13,7 | 0,4 | 15,0 | 1,0 |
| 9–12 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||||||
| 600 | 17,0 | 1,2 | 13,1 | 1,0 | 14,0 | 0,5 | 12,5 | 1,5 | 14,5 | 0,9 |
| 13–16 | 13 | 14 | 15 | 16 | ||||||
| 750 | 14,0 | 2,0 | 12,0 | 1,5 | 14,7 | 0,5 | 13,5 | 1,2 | 12,7 | 1,0 |
| 17–20 | 17 | 18 | 19 | 20 | ||||||
| 1550 | 15,0 | 1,7 | 14,3 | 1,5 | 13,5 | 1,0 | 14,0 | 1,3 | 15,2 | 0,9 |
3. Известна общая щелочность воды и содержание в ней ионов Ca2+ и Mg2+ (см. таблицу).
1) Рассчитать кальциевую и магниевую жесткость воды в мг–экв/л и ммоль/л.
2) Рассчитать общую жесткость в мг–экв/л и ммоль/л; отнести воду к определенному типу жесткости.
3) Рассчитать показатель пригодности воды по щелочности и сделать вывод о влиянии данного типа воды на рН затора.
4) Рассчитать отношение ионов Ca2+/Mg2+ и сделать вывод о влиянии воды на вкусовые качества пива.
5) Для производства каких сортов пива можно использовать эту воду без предварительной водоподготовки?
| Вариант | Содержание, мг/л | Що,мг–экв/л | Вариант | Содержание, мг/л | Що,мг–экв/л | ||
| Ca2+ | Mg2+ | Ca2+ | Mg2+ | ||||
| 1 | 225 | 40 | 8 | 11 | 150 | 40 | 2 |
| 2 | 120 | 5 | 4 | 12 | 100 | 20 | 1 |
| 3 | 120 | 25 | 8 | 13 | 30 | 25 | 5 |
| 4 | 90 | 5 | 5 | 14 | 215 | 50 | 7 |
| 5 | 75 | 18 | 6 | 15 | 150 | 60 | 10 |
| 6 | 7 | 2 | 0,5 | 16 | 50 | 10 | 12 |
| 7 | 200 | 60 | 5,5 | 17 | 45 | 45 | 3,5 |
| 8 | 16 | 3 | 0,8 | 18 | 60 | 45 | 4,7 |
| 9 | 40 | 20 | 17,5 | 19 | 57 | 17 | 2,9 |
| 10 | 60 | 30 | 14 | 20 | 48 | 23,5 | 2,2 |
4. Вода имеет следующие показатели (см. таблицу). Рассчитать объем кислоты, который нужно внести для исправления щелочности воды (в мл на 1 м3).
| Вариант | Показатели качества воды | Показатели кислоты, применяемой для исправления щелочности | |||
| Содержание Са2+, мг/л | Що,мг–экв/л | название | концентрация, % | плотность, г/см3 | |
| 1 | 150 | 10 | соляная | 37 | 1,19 |
| 2 | 200 | 12 | |||
| 3 | 265 | 17 | |||
| 4 | 180 | 10 | |||
| 5 | 257 | 14 | |||
| 6 | 130 | 7 | |||
| 7 | 165 | 10 | молочная | 40 | 1,1 |
| 8 | 230 | 12 | |||
| 9 | 320 | 17,5 | |||
| 10 | 180 | 10 | |||
| 11 | 270 | 14 | |||
| 12 | 117 | 7 | |||
| 13 | 150 | 10 | серная | 98 | 1,8 |
| 14 | 200 | 12 | |||
| 15 | 280 | 17,5 | |||
| 16 | 180 | 10 | |||
| 17 | 250 | 14 | |||
| 18 | 120 | 7 | |||
| 19 | 50 | 3,2 | |||
| 20 | 120 | 7,5 | |||
2. ТЕХНОЛОГИЯ СОЛОДОВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА