Учебное пособие: Технологические расчеты в бродильных производствах
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 0,1º
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 0,45º. 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.
Вар.
Технологическая схема производства
Культура
G, т
Кр, %
Товарные продукты, дал
ГФ
СР
СМ
1
Полунепрерывная с периодическим
брожением 60 ч
картофель
1700
18,0
520
20040
80
2
рожь
590
54,0
3
пшеница
566
53,4
4
Периодическая с периодическим брожением
72 ч
ячмень
670
48,2
5
гречиха
970
50,5
780
30060
120
6
рожь
890
52,7
7
Непрерывная с вакуум–охлаждением
разваренной массы
картофель
2250
20,0
8
пшеница
1200
52,3
1040
40080
160
9
просо
1120
55,0
10
Непрерывная с непрерывно–проточным
сбраживанием, с частичной заменой солода поверхностной культурой
микроорганизмов
тритикале
2025
56,0
1950
75150
300
11
кукуруза
2000
55,8
12
горох
2250
52,0
13
пшеница
2040
55,2
14
Непрерывная с непрерывно–циклическим
сбраживанием, с полной заменой солода глубинной культурой микроорганизмов
просо
3850
57,0
3900
150300
600
15
пшеница
4200
54,0
16
ячмень
4380
51,5
17
рожь
4250
53,7
18
Непрерывная, без применения
ферментов, сбраживание с рециркуляцией сусла
рожь
6670
51,6
5750
225550
820
19
пшеница
6450
52,5
20
ячмень
6900
50,4
2. В условиях задачи 1 определить
производственные потери (нормативные и сверхнормативные).
6. ТЕХНОЛОГИЯ
ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Весь
ассортимент ликероводочных заводов можно разделить на две основные группы:
водки и ликероводочные изделия. Водкой называют спиртной напиток крепостью
38–45, 50 и 56% об, получаемый обработкой водно–спиртового раствора
(сортировки) адсорбентом и последующей фильтрацией. В качестве адсорбента чаще всего
используют активный древесный уголь с высокоразвитой внутренней поверхностью.
Ликероводочные
изделия представляют собой смеси различных спиртованных соков, морсов,
настоев, ароматных спиртов, эфирных масел, вин, коньяка, сахарного сиропа,
лимонной кислоты и других пищевых продуктов, а также спирта и воды. Для
производства ликероводочных изделий используется широкий ассортимент
растительного сырья, которое вносит в изделия ценные и биологически активные
вещества. Ликероводочные изделия делятся на группы в соответствии с ГОСТ
7190–93.
6.1.
Расчет необходимого количества спирта и воды
на
приготовление сортировки
Смешивание
спирта и воды производится периодическим или непрерывным методом. При работе
по непрерывному методу подача спирта и воды в смеситель в необходимой пропорции
осуществляется автоматически. При периодическом проведении процесса необходимо
определять требуемое количество спирта и воды для приготовления заданного
объема водно–спиртового раствора (сортировки). Требуемый объем спирта (Vсп) для приготовления сортировки
вычисляют по формуле
, (57)
где Vс — объем приготавливаемой сортировки,
дал; Ас, Асп — крепости
сортировки и исходного спирта соответственно, % об.
Необходимый
для приготовления сортировки объем воды (Vв)
рассчитывают с учетом явления контракции. Расчет можно провести двумя
способами. Первый способ, более точный, будет рассмотрен ниже в примере, по
второму способу объем воды вычисляют по формуле
, (58)
где Vсп — рассчитанный ранее объем спирта,
необходимый для приготовления сортировки, мл; Vспр
— объем воды, который необходимо добавить к 100 объемам спирта данной
концентрации для получения сортировки заданной крепости, определяется по
справочной таблице Г.И.Фертмана (см. приложение 13).
6.1.1.
Пример
Требуется
приготовить 500 дал сортировки крепостью 40 % об. Сколько ректификованного
спирта крепостью 96,0% об и исправленной воды необходимо задать в сортировочный
чан?
Решение.
Потребность в спирте рассчитываем по формуле (57)
дал.
Для
вычисления необходимого количества воды по приложению 14 находим, что в 100
объемах спирта крепостью 96,0% об содержится 4,985 объемов воды. Затем с
помощью пропорции определяем, сколько воды содержится в рассчитанном количестве
спирта:
дал.
Далее по
тому же приложению находим, что в 100 объемах водно–спиртового раствора
крепостью 40% об содержится 63,347 объемов воды, и пересчитываем это количество
на требуемый объем сортировки:
дал.
По разности
этих двух значений находим требуемый объем воды
дал.
Для
облегчения расчетов можно воспользоваться формулой (58). По приложению 13
находим, что для получения 100 объемов сортировки крепостью 40% об из спирта
крепостью 96% об требуется добавить 147,02 объема воды. Тогда
дал.
Разница
между объемами воды, вычисленными двумя способами, составляет 0,06 дал или
0,02%, что допустимо в производственных условиях.
6.2.
Расчет компонентов купажа изделия
Купажи
ликероводочных изделий готовят периодическим способом. Порядок закладки
ингредиентов в купаж определяется рецептурой изделия. Готовые купажи
выдерживают не менее 24 ч с целью облагораживания вкуса, аромата и получения
изделия более однородного по составу.
При
изготовлении купажей ликероводочных изделий часто возникает необходимость
произвести расчет компонентов купажа. Если кондиции полу фабрикатов, имеющихся
в распоряжении, отличаются от стандартных, количество вносимых полуфабрикатов
корректируется.
6.2.1.
Расчетные формулы
Расчет
начинают с уточнения дозировки спиртованных соков, морсов или настоев. Вначале
по формуле (45) определяют количество экстрактивных (сухих) веществ, которое
вносится в купаж с соком, морсом или экстрактом стандартного качества. Затем
производят расчет требуемого объема полуфабриката, имеющегося в распоряжении,
по формуле (46).
Далее
производят корректировку закладки сахарного сиропа. Необходимое количество
сахара рассчитывают по разности между общим содержанием сахара в готовом
изделии и количеством сахара, вносимым в купаж с полуфабрикатами в пересчете на
сахарозу. Количество сахара (S), вносимое
в купаж с полуфабрикатами, определяют по формуле
,
(59)
где Vф — фактический объем имеющегося в
распоряжении полуфабриката, подлежащий внесению в купаж и определенный ранее,
л; с — содержание сахара в этом полуфабрикате, г/100 мл.
Исходя из
рассчитанного количества сахара и концентрации имеющегося в распоряжении
сахарного сиропа определяют объем сахарного сиропа (Vсс),
который требуется внести в купаж, по формуле
, (60)
где Sф — фактическое количество сахара,
которое требуется внести в купаж, кг; m —
содержание сахарозы в имеющемся сахарном сиропе, г/100 мл.
Количество
вносимой в купаж лимонной кислоты рассчитывают по разности между общим
содержанием кислоты в изделии и кислоты, вносимой с полуфабрикатами. Массу
лимонной кислоты (L), вносимой с
полуфабрикатами, определяют по формуле
, (61)
где l — содержание кислот в пересчете на лимонную в
имеющемся полуфабрикате, г/100 мл.
Объем
спирта, необходимый для приготовления купажа, находят по разности между общим
содержанием спирта в изделии и количеством спирта, вносимым с полуфабрикатами,
по формуле
, (62)
где А
— крепость изделия по рецептуре, % об.; V1,
V2, …, Vn
— объемы полуфабрикатов, вносимые в купаж согласно произведенному расчету, л; А1,
А2, ..., Аn
— фактические крепости имеющихся в распоряжении полуфабрикатов, % об; Асп
— крепость имеющегося спирта, % об.
6.2.2.
Пример
Произвести
расчет купажа для изготовления 1000 дал настойки «Вишневая» из цеховых
полуфабрикатов, показатели которых отличаются от стандартных. Данные о качественных показателях полуфабрикатов
приведены в таблицах 17, 18.
Решение.
Рецептура настойки «Вишневая» приведена в приложении 17. На 1000 дал купажа
настойки вносится 3000 л вишневого сока и 216 л черничного морса 1 и 2 слива.
Определим по формуле (45) количество экстрактивных веществ, которое должно быть
внесено в купаж с этими полуфабрикатами.