Хранение. Приготовление солода.

Крахмал содержится в картофеле и зерне в виде зернышек, осахаривание которых диастазом облегчается, если крахмал поглотит воду и превратится в клейстер. Для этого зерно и картофель смешивают с водой в соотношении 1:3.

Запаривание проводят в цилиндроконических аппаратах при нагревании острым паром. Давление при нагревании постепенно поднимается до 3 атм. После 1 часа пропаривания при 90°C открывается нижний клапан и в результате резкого падения давления происходит как бы взрыв пропаренного сырья и оно продавливается в аппарат (затиратель).

Предварительно в заторный чан вносится часть солода с водой, ферменты и пускается мешалка, которая разбалтывает солод в молоко.

Для охлаждения содержимого в змеевик аппарата подается холодная вода. Под действием диастаза крахмал присоединяет воду и превращается в солодовый сахар-мальтозу и в декстрин (79% мальтозы и 21% декстрина). Реакция проводится при 50-60°C.

Брожение.

Охлаждённый до 20-25°C затор сливают в бродильные чаны и добавляют дрожжи.

Дрожжи-грибки Saccharomyces cerevisial, действуя энзимой-мальтозою, превращают мальтозу в декстрозу (виноградный сахар) и действием энзимов-зимазов сбраживают ее. В дрожжевом отделении готовится богатый сахаром затор, который дает более чистые дрожжи. Дрожжевой затор получают из главного затора в количестве 10% с добавлением солода. Осахаривание происходит при 63-65°C около часа, затем затор охлаждается до 56-58°C и заправляется чистой культурой молочнокислых бактерий. Затем затор нагревается до 75°C, чтобы убить молочнокислые бактерии, и быстро охлаждается. При 30°C добавляются маточные дрожжи от предыдущей дрожжевой бражки. Дрожжи размножаются и сбраживают сахар при 27°C, когда сбродит более 3/4 сахара, от бражки отбирают часть для заправки в следующий дрожжевой затор, а основная масса дрожжей заливается в чан к главному затору, который сливается в бродильные танки.

При брожении температура повышается до 27°C, когда в бражке накопится 5% спирта, размножение дрожжей закончится и наступит главное брожение – перебраживание мальтозы. После того, как мальтоза сбродит, начинается период дображивания, во время которого декстрин затора осахаривается диастазом и сбраживается дрожжами.

Дрожжи от бражки отделяют фильтрованием. Содержание этилового спирта в бражке составляет 6-8% об.

Все спирты, получаемые из зерна, картофеля, сахарной свеклы содержат сивушные масла. Основным компонентом сивушных масел является изоамиловый спирт. Всего при брожении образуется до 240 различных веществ, ряд которых очень ядовит. Это прежде всего альдегиды, эфиры, Н-пропиловый, изобутиловый, Н-бутиловый, изоамиловый, метиловый спирты, фурфурол.

Ректификация.

Этиловый спирт из бражки извлекают ректификацией, а его очистка от примесей производится многоступенчатой ректификацией и химическими методами. Ректификационная установка состоит из бражной и нескольких ректификационных колонн. Количество ректификационных колонн в установке на одну меньше, чем число компонентов в смеси. В каждой колонне от исходной смеси отделяется одна из составных частей исходной смеси, которая в последующих ректификационных колоннах разделяется на составляющие компоненты. Для разделения смеси, состоящей из 3 компонентов, требуются две ректификационные колонны.

Условно будем считать, что бражка состоит из трех фракций: высококипящей – вода и сивушные масла, средне кипящей – этиловый спирт и низкокипящей (легколетучей) - метиловый спирт, эфиры, альдегиды и т.д.

Бражка поступает в первую бражную колонну на тарелку питания, в которой разделяется на легколетучую фракцию и высококипящую – барду, состоящую из воды и сивушных масел.

Легколетучая фракция состоит из этилового, метилового и других спиртов, уксусного, пропионового, масляного альдегидов и других примесей. Содержание этилового спирта составляет от 25 до 35 % об. Количество сивушного масла составляет от 0,1 до 0,7% от этилового спирта. Сивушное масло представляет смесь высших спиртов, органических кислот, эфиров и других соединений. Содержание спиртов в сивушном масле составляет изоамилового спирта 60%, изобутилового спирта 35%, пропилового 6%. В барде также содержится примерно 7% этилового спирта.

Легколетучая фракция выводится сверху первой колонны, и после конденсации в дефлегматоре в виде жидкости подается на тарелку питания второй колонны 2. Во второй колонне смесь разделяется на легколетучую фракцию и этиловый спирт. Легколетучая фракция выводится из верхней части второй колонны, конденсируется в дефлегматоре 4 и поступает на утилизацию.

Полученный спирт может подвергаться химической обработке 2% раствором марганцовки в слабой щелочной среде. При этом происходит омыление спиртов и эфиров и образуется осадок. Осадок от спирта отделяют фильтрованием. Полученный спирт поступает в третью колонну.

Табл. 1.

Основные примеси и температуры их кипения.

Крепость спирта после третьей колонны составляет 75-85% об. В ряде случаев применяют четвёртую ректификацию, в результате которой получают спирт крепостью 89-92% об.

Получение спирта из мелассы.

Меласса представляет собой вязкую темно – коричневую массу с неприятным вкусом и запахом, являющуюся отходом сахаропаточного или свеклосахарного производства.

Блок - схема получения спирта из мелассы .