Смекни!
smekni.com

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.