Wydajność alkoholu ze zbóż. Wydajność teoretyczna alkoholu i sprawdzenie gotowości zacieru przez ważenie. Możliwe przyczyny małej wydajności

Etanol jest wytwarzany w następujący sposób:

• fermentacja moszczu;
• hydroliza materiałów roślinnych - w wyniku interakcji z wodą niektóre związki ulegają rozkładowi, a następnie tworzą się inne;
• Uwodnienie etylenu - dodanie cząsteczek wody do cząsteczek najczęściej produkowanego na świecie związku organicznego - etylenu C2H4.

Powstały alkohol jest następnie rektyfikowany - oczyszczany. Syntetycznie osiągają dobre produkcja alkoholu bardzo trudne. Rezultatem jest rektyfikat techniczny zawierający ogromną ilość szkodliwych i niebezpiecznych dla zdrowia zanieczyszczeń. Pozostawmy tę metodę przedsiębiorstwom przemysłowym i zwróćmy uwagę na proces, który jest dostępny i znany wielu - fermentację.

Wydajność alkoholu z różnych surowców przez fermentację

Technologia fermentacji najlepiej nadaje się do domowego wyrobu wina. Polega na tym, że drożdże w określonych warunkach zaczynają przetwarzać cukier na alkohol etylowy. Tak powstają wszystkie wina naturalne. Nic dziwnego, że powstały alkohol nazywa się „winem”.

Wzór chemiczny wygląda tak:

C12H22O11 (cząsteczka cukru) + H20 (woda) = 4 C2H5OH (alkohol) + 4 CO2 (dwutlenek węgla) + CIEPŁO

Reakcja zachodzi przy udziale drożdży. Ze wzoru wynika, że ​​podczas życia drożdży z cząsteczki cukru pozyskiwany jest alkohol, uwalniany jest dwutlenek węgla i ciepło.

Obliczanie wydajności alkoholu z cukru

W chemii istnieje coś takiego jak masa molowa, jest proporcjonalna do masy cząsteczkowej. Każdy pierwiastek chemiczny ma swoją masę, aby się dowiedzieć, wystarczy spojrzeć na układ okresowy pierwiastków.

Masy atomowe pierwiastków zawartych we wzorze:

• H - wodór - 1;
• C - węgiel - 12;
• O - tlen - 16.

Zastąpmy litery we wzorze na otrzymanie alkoholu tymi liczbami:

(12x12 + 1x22 + 16x11) + (1x2 + 16x1) = 4x(12x2 + 1x5 + 16x1 + 1x1) + 4x(12x1 + 16x2)

360 = 184 (alkohol) + 176 (dwutlenek węgla)

Okazuje się, że przy 180 kg cukru wydajność alkoholu wyniesie 92 kg. Aby dowiedzieć się, ile alkoholu otrzymujesz z jednego kg cukru, musisz podzielić: 92/180 \u003d 0,511 kg. Znając gęstość alkoholu (ρ = 0,8 kg/l), przeliczamy 0,511 kg na litry. Możesz sprawdzić lub możesz w to uwierzyć z 1 kg cukru wydajność alkoholu wynosi 0,64 litra(0.511/0.8).

Jak obliczyć zawartość cukru?

Braga nie jest wytwarzana z czystego cukru, ale z surowców go zawierających: winogrona, jabłka, buraki itp.) Istnieją specjalne tabele zawartości cukru różne produkty. Tak więc w jabłkach cukier stanowi 12% masy. Zawartość cukru w ​​burakach - 16%. Istnieją również tabele średniego uzysku soku z jagód i owoców. Wszystkie te tabele można znaleźć w Internecie.

Obliczanie wydajności alkoholu z jabłek:

Z 1 kg jabłek uzyskuje się 0,7 kg soku (wartość tabelaryczna). Przy zawartości cukru 12% (również z tabeli) zawartość cukru wynosi 0,084 kg (to jest 12% z 0,7 kg).

Zróbmy proporcję:

1 kg cukru daje 0,64 litra alkoholu

0,084 kg daje X l alkoholu

0,084 x 0,64 / 1 = 0,054 litra - wydajność alkoholu od 1 kg jabłek.

Wydajność alkoholu z surowców skrobiowych

Braga jest często umieszczana na ziemniakach, pszenicy i innych surowcach skrobiowych. W technologii produkcji etanolu pojawia się inny proces - scukrzanie skrobi. Chemicznie wygląda to tak:

(C6H10O5)n (wzór skrobiowy) + nH2O = nC6 H12O6 (glukoza)

Przed Tobą reakcja hydrolizy skrobi na cukier, która odbywa się w obecności specjalnych enzymów. Następnie rozpoczyna się fermentacja powstałego cukru. Teraz, jeśli zastąpimy pierwiastki chemiczne w tym wzorze ich masami molowymi, okazuje się, że 1 kg skrobia jest przetwarzana na 1,11 kg cukru. Zawartość skrobi w danym surowcu można łatwo znaleźć w Internecie, a następnie obliczyć uzysk alkoholu.

Wydajność alkoholu z pszenicy

Pszenica zawiera 60% skrobi. Wykonujemy obliczanie uzysku alkoholu:

Z 1 kg pszenicy 60% skrobi to 0,6 kg.

Z 1 kg skrobi otrzymuje się 1,11 kg cukru (patrz wyżej), następnie z 0,6 kg skrobi - 0,666 kg cukru

Okazuje się, że z 1 kg cukru - 0,64 litra alkoholu (patrz wyżej), a następnie z 0,666 kg cukru - 0,426 litra alkoholu

Po przeprowadzeniu tego łańcucha obliczeń stwierdziliśmy, że wydajność alkoholu z 1 kg pszenicy wynosi 0,426 litra.

Praktyczny uzysk alkoholu z różnych surowców

Wszystkie powyższe są teoretyczne lub obliczone wydajność alkoholu. W praktyce okazuje się, że jest o 10-15% mniej.

Przyczyny utraty alkoholu:

• zaniedbanie – część cukru nie została przetworzona na alkohol i pozostała w zacierze;
• niewłaściwa fermentacja, w której cukier nie jest przekształcany w alkohol, ale w inne substancje;
• alkohol ulatnia się podczas fermentacji, destylacji i rektyfikacji.

W jakim stężeniu cukru wydajność alkoholu najbardziej optymalny?

Alkohol to potężny sterylizator, który zabija wszystkie bakterie i mikroorganizmy. Dlatego w Bradze występuje jego limitujące stężenie, przy którym drożdże zaczynają obumierać. Wartość tego stężenia wynosi 13%. Dlatego nie ma mocniejszych win, są tylko wzmocnione. Aby osiągnąć 13%, oryginalna brzeczka musi zawierać 20,3% cukru.

W zakresie 10%-13% fermentacja bardzo spowalnia. W gorzelniach czas produkcji jest ważnym czynnikiem wpływającym na rentowność. Dlatego zacier drożdżowy zawiera tylko 14% cukru, moc win nie przekracza 9%, ale fermentacja trwa tylko 72 godziny.

Jeśli w zacierze jest więcej niż 20% cukru, nastąpią psoty, wydajność alkoholu zmnieszy się. W stężeniu mniejszym niż 10% fermentacja alkoholowa zamieni się w kwas octowy. Cały alkohol zostanie utracony. W domu dla optymalnego produkcja alkoholu zaleca się przygotowanie brzeczki o stężeniu cukru 18%.

Robienie bimbru w domu jest interesujące nie tylko dla tych, którzy chcą uzyskać naturalny i pyszny napój, ale także tych, którzy chcą zaoszczędzić na zakupie alkoholu lub zarobić na sprzedaży bimbru. Dlatego starają się z góry dowiedzieć się o ilości otrzymanego produktu. Aby zrobić to jak najdokładniej, istnieje tabela wydajności bimbru lub wydajność jest obliczana niezależnie za pomocą formuł i z uwzględnieniem błędów.

Nie da się dokładnie przewidzieć i obliczyć ilości bimbru, która zostanie uzyskana z zacieru. Wpływ na ostateczny wynik duża liczba czynniki i okoliczności. Na przykład ważne jest, aby znać procent alkoholu w zacierze, cechy destylacji na aparacie.

Aby zbliżyć wydajność produktu do maksimum, należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

• rodzaj i ilość drożdży (zwykłe, suche);
• stosunek składników naparu, w tym hydromodułu;
• zastosowanie wydajnej technologii fermentacji produktu;
• destylacja na aparacie z zachowaniem temperatury i przesiewaniem frakcji;
• dodatkowe elementy w urządzeniu, w tym układ chłodzenia.

Obliczenia z przybliżoną dokładnością można przeprowadzać tylko w przemyśle. To tam proces został przez lata udoskonalony, a wartości będą bliskie prawdy. Istnieje tabela opisująca wielkości produkcji.

Rodzaj surowca	Wydajność alkoholu (96%), l	Moc bimbru (40%), l
Skrobia	0.75	1.52
Ryż	0.59	1.25
Cukier	0.51	1.1
Gryka	0.47	1
Pszenica	0.43	0.92
owies	0.36	0.9
żyto	0.41	0.88
Proso	0.41	0.88
Groszek	0.4	0.86
Jęczmień	0.34	0.72
Ziemniak	0,11-0,18	0.35
Winogrono	0,09-0,14	0.25
burak cukrowy	0,08-0,12	0.21
Gruszki	0.07	0.165
wiśnia	0.05	0.121

Produkty używane do przygotowania brzeczki odgrywają dużą rolę w zapewnieniu uwalniania alkoholu z zacieru:

• Każdy szczep drożdży ma określony próg aktywności. Po osiągnięciu pewnego wskaźnika mocy zacieru drożdże przestają działać i obumierają. Jeśli używasz grzybów do pieczenia, maksymalna forteca wynosi 14%. Ale drożdże alkoholowe będą aktywne do momentu, gdy napój otrzyma 18% alkoholu. Istnieją również specjalne szczepy, które są sprzedawane w sklepach z winami, a także drożdże turbo o aktywności do 20%. Ostateczna moc napoju już od tego zależy.
• Ilość użytego cukru należy przyjąć w tempie uzyskania twierdzy 11-18%. Cały cukier musi być przetworzony przez drożdże, więc dolewanie więcej i zwiększanie wydajności alkoholu nie zadziała. Jeśli szczepy nie przerobią całego cukru, napój będzie zepsuty.
• Moduł wodny jest ważny, ponieważ wpływa na żywotną aktywność drożdży i ich zdolność do aktywności. Za optymalne uważa się użycie hydromodułu od 1 do 4. Jeśli używasz drożdży piekarskich, hydromoduł wynosi od 1 do 5. A jeśli kupujesz drożdże turbo, możesz użyć stosunku wody i cukru od 1 do 3. Oczywiście największa ilość alkoholu z bimbru będzie przy użyciu drożdży turbo.

Obliczanie wydajności alkoholu z zacieru

Jeśli użyjesz wzorów i obliczeń, okaże się, że z jednego kilograma cukru otrzymuje się około 537 gramów absolutnego alkoholu. Z jednego kilograma skrobi wychodzi 568 gramów substancji. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że 100% alkohol etylowy w komfortowej temperaturze 20 stopni Celsjusza waży 789 gramów, to otrzymujemy 682 mililitry alkoholu z cukru i 720 mililitrów ze skrobi. W praktyce liczby te są bezużyteczne, ponieważ straty w produkcji wynoszą od 10 do 30%. Cukier wydaje się na rozmnażanie szczepów drożdży, tworzenie aldehydów, kadłub. Alkohol jest tracony podczas fermentacji, a nawet podczas destylacji.

Ponadto pod uwagę brany jest nie tylko cukier dodany, ale także wszystkie produkty, które były zawarte w surowcu. W warzeniu domowym zarówno cukier, jak i zboże lub zacier owocowy. A także płyn można wytwarzać z żywności niepłynnej, takiej jak dżem, słodycze. Za normę uważa się produkcję 1 kilograma cukru 1 litr bimbru o sile 50%. Bardzo dobrym wskaźnikiem jest uzyskanie 1,2 litra bimbru. Konieczne jest skupienie się na takiej objętości po pierwszej destylacji przed odcięciem „głów” i „ogonów”.

Możesz też skorzystać z obliczeń, wiedząc, że litr gotowego zacieru po destylacji daje 100 mililitrów alkoholu lub 220 mililitrów 40% alkoholu. Znając objętość pojemników do fermentacji, możesz z grubsza obliczyć wydajność. Należy pamiętać, że butelka fermentacyjna nie jest całkowicie wypełniona, a objętość piany nie może być uwzględniona w tych obliczeniach.

Wyjaśnienie dużych strat alkoholu w procesie

Oczywiście już na etapie pierwotnej destylacji bimber próbuje ocenić wydajność. I w zasadzie utrata alkoholu około 10% całkowitej objętości nie dziwi doświadczonych gorzelników. Ale jeśli oczekiwane wolumeny okażą się mniejsze, będzie to nie tylko irytujące, ale także przyniesie straty finansowe. Od razu pojawia się pytanie: kto jest winien takich błędów i dlaczego było mało alkoholu? Przyczyn zmniejszonej wydajności alkoholu może być kilka:

• Braga nie była gotowa do destylacji. Jest prawdopodobne, że z powodu nieprzestrzegania warunków lub naruszeń przepisu zacier nie był płodny. Aby sprawdzić gotowość, należy spróbować napoju, nie powinien być słodkawy, a wskaźnik na liczniku alkoholu powinien być większy niż 10. Aby poradzić sobie z tym zjawiskiem, można spróbować aktywować drożdże i dodać więcej enzymów do zacier. Czasami pomaga zwykłe podwyższenie temperatury lub przeniesienie pojemnika w cieplejsze miejsce.
• Zastosowano niewłaściwy moduł hydroniczny lub wybrano niewłaściwe proporcje. W takim przypadku można dodać albo dodatkowy cukier, jeśli zawartość wody była niska, albo wodę, jeśli zawartość wody była wysoka. Chociaż takie działania mogą prowadzić do pogorszenia jakości napoju.
• Długa fermentacja prowadzi do zwiększonego tworzenia się kadłuba, a frakcje podczas destylacji zajmują zbyt dużą objętość. Dlatego podczas przygotowywania zacieru należy monitorować warunki środowiska zewnętrznego.
• Bimber nie jest hermetyczny. Podczas destylacji uchodzi para, co zmniejsza ilość alkoholu. Jeśli podczas procesu destylacji wykryto defekt lub pęknięcie, to miejsce to można jednorazowo zamknąć za pomocą testu. A w przyszłości będziesz musiał naprawić urządzenie lub kupić nowe.
• Braga zrobiła się kwaśna podczas gotowania. W takim przypadku musisz nabyć uszczelnienie wodne lub stworzyć hermetyczne warunki w pojemniku, a także monitorować proces fermentacji.

Sposoby na przyspieszenie fermentacji

Aby nie narzekać na niewielką wydajność alkoholu, możesz znaleźć kilka sposobów na zwiększenie ilości bimbru z zacieru bez zepsucia smaku napoju. Na przykład możesz skrócić czas mineralizacji i zwiększyć wydajność procesu. Tak więc tworzenie olejów fuzlowych i innych niepotrzebnych składników zajmie mniej czasu. Winiarze stosują następujące metody:

• Wykorzystanie karmienia. Może pełnić funkcję: bochenka chleb żytni, 300 gramów koncentrat pomidorowy za 30 litrów zacieru pół kilograma słodu lub szklankę świeżo wyciśniętego soku z jagód. Metodę stosuje się, jeśli zacier jest zrobiony z cukru. Stosowanie innych produktów jako bazy do zacieru nie wymaga pogłównego zaprawiania. Możesz też kupić enzymy lub inne chemikalia, ale wtedy napój nie okaże się całkowicie naturalny.
• Inwersja cukru. Do brzeczki należy dodać syrop, który zawiera cukry proste. Substrat ten jest szybciej zużywany przez drożdże, przyspiesza się proces przygotowania zacieru. Aby przygotować syrop, musisz wziąć kilogram cukru na pół litra wody, roztwór należy gotować przez 10 minut, a piankę usunąć. Następnie dodaj 5 gramów kwas cytrynowy, usuń nową piankę i gotuj płyn pod przykryciem przez 1 godzinę.
• Warunki temperaturowe procesu fermentacji. Szczepy drożdży są aktywne w zakresie od +20 do +35 stopni Celsjusza, ale jednocześnie podniesienie temperatury powyżej 30 stopni aktywuje powstawanie innych produktów ubocznych. Jeśli owiniesz pojemnik i umieścisz go w ciemnym miejscu, to wystarczy do energicznej aktywności.
• Wstępne rozcieńczenie drożdży. Przed dodaniem składnika do zacieru rozpuścić grzyby w ciepłej wodzie, lekko osłodzonej, aż na powierzchni pojawi się piana drożdżowa. Jeśli po pół godzinie pianka się nie utworzy, produktu nie można dodać do zacieru.

A trwałość gotowego zacieru jest krótka, dlatego produkt należy jak najszybciej destylować i uzyskać wymaganą ilość bimbru. O tym, że zacier jest gotowy, świadczy zaprzestanie tworzenia się piany i brak słodkiego posmaku.

Za pomocą tabel będzie można obliczyć przybliżone cele piwowarstwa domowego, a wynik można poprawić, jeśli zastosujesz się do wskazówek. Jednocześnie najważniejsze jest, aby nie rezygnować z jakości napoju, ponieważ w tym przypadku przede wszystkim cierpi zdrowie ludzkie.

Fermentacja alkoholowa to złożony proces biochemiczny, który zachodzi podczas katalitycznego działania enzymów komórek drożdży na glukozę i fruktozę oraz inne cukry sześciowęglowe.

Procesowi temu towarzyszy wydzielanie ciepła: jest to gram-cząsteczka cukru (180 g) wydzielona do otoczenia 23,5 kcal ciepła.

Proces fermentacji alkoholowej charakteryzuje się następującym stosunkiem ilościowym głównych produktów:

C6H12O6→C2H5OH + 2CO2 + ciepło

1 g 0,6 ml 274 cm3 24 kcal

(0,51 g) (0,49 g) (586,6 J)

Mechanizm fermentacji alkoholowej związany jest z endogennym charakterem enzymów fermentacyjnych, czyli z przemianą polisacharydów wewnątrz komórek drożdży.

Istnieją główne i wtórne produkty fermentacji. Główne produkty to alkohol etylowy i CO2, produkty wtórne to gliceryna, glikol 2,3-butylenowy, aldehyd octowy, pirogronowy, cytrynowy, kwas octowy, acetoina, estry, alkohole wyższe i aromatyczne.

Produkty fermentacji wtórnej mają duży wpływ na właściwości organoleptyczne wina - bukiet, smak, typowość.

Czynniki wpływające na fermentację alkoholową. Na przebieg fermentacji alkoholowej, wydajność alkoholu etylowego, wydajność i stosunek produktów wtórnych ma wpływ wiele czynników:

Chemiczny– skład pożywki, brzeczki;

Biologiczny– rasa drożdży, stężenie komórek drożdży, ich stan fizjologiczny;

Fizyczny- zawartość zawiesin w brzeczce, temperatura i ciśnienie.

Czynniki chemiczne

Drożdże szybko namnażają się w brzeczce o zawartości cukru 180...200 g/dm3 i pH 3,5. Tempo fermentacji spowalnia przy pH<3,5 (т. е. в более кислой среде) и при содержании сахаров >200 i<20 г/дм3.

Wraz ze wzrostem pH wzrasta intensywność fermentacji gliceropirogronowej, natomiast spada wydajność alkoholu etylowego, a wzrasta wydajność glicerolu, kwasu octowego i bursztynowego.

Czynniki biologiczne

Gatunki drożdżowe są odporne na siarczyny i kwasy, odporne na zimno i ciepło, odporne na alkohol, o wysokiej lub niskiej aktywności fermentacyjnej, zdolności do tworzenia alkoholu, wreszcie do bursztynu i inne:

Rkatsiteli 6, Feodosia 1-19, Bordeaux 20 do niskiej temperatury moszczu i miąższu;

Sandacz IV-5 do fermentacji w wysokiej temperaturze;

Feodosia 1-19, Sudak IV-5, Użgorod 67 toleruje bardzo kwaśną brzeczkę;

Rasy odporne na siarczyny Kakhauri 7, Sudak II-9, rasy 47-k, 7;

Rasy odporne na alkohol Bastardo 1965, Kijowskaja, biała gałka muszkatołowa;

Praca pod wysokim nadciśnieniem CO2 i dobrze fermentujących niefermentujących Leningradskaya, Kievskaya, Magarach 17-35;

Skłonny do nieżyczliwości Cabernet 5, Teodozjusz 1-19.

W układzie CKD powinno być ~150 mln/cm3 komórek, z których 30-50% to pąki, nie więcej niż 5% jest martwych. Do brzeczki wprowadza się co najmniej 2-4% drutów drożdżowych.

Obecnie na świecie, zamiast PChN, coraz szerzej stosuje się ASD – aktywne suche drożdże. ASD jest rozcieńczany w niewielkiej ilości brzeczki w temperaturze 37 ° C i po 30 minutach jest gotowy do produkcji. Wskaźnik spożycia ASD wynosi 1 ... 1,5 g / dała brzeczkę. kiedy jest używany, ekstrakt i aromat zwiększają się, kwasowość lotna spada, a co najważniejsze, samo wytwarzanie wina jest uproszczone. ASD jest produkowany w postaci proszku lub granulek w szczelnie zamkniętych opakowaniach.

Czynniki fizyczne

temperatura fermentacji. Dopuszczalny zakres temperatur fermentacji wynosi od 10 do 28 °C. W niskich temperaturach proces nierozsądnie spowalnia, w wysokich temperaturach brzeczka, jak mówią, „wypala się” (duże straty brzeczki, aromatu, alkoholu, cukrów, bakterii zaczynają działać).

Mniej lotnych kwasów powstaje w temperaturze fermentacji 15-25°C. Największa ilość glicerolu powstaje w temperaturze 29-32°C.

Uważa się, że fermentacja z lekkim napowietrzeniem w temperaturze ≈ 15°C prowadzi do obniżenia zawartości substancji azotowych w winie: azot całkowity 100 mg/dm3; azot aminowy 50 mg/dm3. W wysokich temperaturach bez napowietrzania w winie pozostaje ≈ 200–300 mg/dm3 azotu ogólnego.

Ciśnienie. Przy ciśnieniu CO2 0,1 MPa rozmnażanie drożdży jest zauważalnie stłumione, a przy ciśnieniu 0,8 MPa i temperaturze 15 ° C fermentacja ustaje. Regulując ciśnienie w zbiorniku, możesz kontrolować postęp fermentacji.

Obecność drobno zdyspergowanej fazy (zawiesina brzeczki). drobno zdyspergowana faza stała ma aktywną powierzchnię absorpcyjną.

Ustalono, że oprócz głównych produktów fermentacji alkoholu i CO2 wiele innych tak zwanych wtórnych produktów fermentacji powstaje z cukrów.

Ze 100 g C6H12O6 powstaje:

48,4 g alkoholu etylowego;

46,6 g dwutlenku węgla;

3,3 g gliceryny;

0,5 g kwasu bursztynowego;

1,2 g mieszaniny kwasu mlekowego, aldehydu octowego, acetoiny i innych związków organicznych

Wydajność alkoholu - Jest to jego objętość w dekalitrach (dal) uzyskana z 1 tony cukru (sacharozy lub skrobi) zawartego w surowcu.

Teoretyczną wydajność alkoholu oblicza się z równania produkcji alkoholu:

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6 → 4С2Н5ОН + 4СО2

sacharoza woda glukoza fruktoza dwutlenek etylu

alkohol węglowy

342,2 18,0 180,1 180,1 4∙46,05= 184,2 4∙44=176

Z równania wynika, że ​​z 342,2 g sacharozy należy otrzymać 184,2 g alkoholu. Ze 100 g sacharozy wydajność alkoholu powinna wynosić:

53,8: 0,78927 = 68,2 cm3

Względny

Gęstość D204

Dlatego z 1 tony sacharozy należy uzyskać 68,2 decylitrów alkoholu. podobnie obliczamy ilość alkoholu, jaką należy uzyskać z 1 tony skrobi.

С6Н12О6 + Н2О → С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2

skrobia woda glukoza dwutlenek etylu

alkohol węglowy

162,1 18,0 180,1 2∙46,05= 92,1 2∙44=88

Tak więc ze 100 g skrobi należy uzyskać alkohol:

r lub cm3

Oznaczanie wydajności alkoholu

Wydajność alkoholu to ilość alkoholu w dekalitrach (dal) uzyskana z 1 tony fermentowalnych węglowodanów surowych (skrobia, cukier) w przeliczeniu na skrobię warunkową. Pod pojęciem skrobi warunkowej surowców zbożowych i ziemniaków rozumie się całkowitą ilość zawartych w nich węglowodanów ulegających fermentacji. Przez warunkową skrobię melasy i buraków cukrowych rozumie się zawartość cukru pomnożoną przez współczynnik konwersji sacharozy do skrobi równy 0,95.

Pod warunkową skrobią z ziarna użytego do przygotowania słodu należy rozumieć ilość zawartych w nim węglowodanów minus 16%, które są tracone podczas procesu słodowania.

Skrobia warunkowa zawarta w płynie hodowlanym jest rozumiana jako ilość węglowodanów ulegających fermentacji, która pozostaje nieskonsumowana przez mikroorganizmy podczas ich hodowli.

Wzory obliczeniowe i materiały odniesienia

Teoretyczną wydajność alkoholu oblicza się z równania fermentacji alkoholowej

C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2

Zróbmy proporcję:

ze 180,1 kg heksozy uzyskuje się 92,1 kg alkoholu

od 100 kg heksozy -------------------- x kg alkoholu

tych. ze 100 kg heksoz należy uzyskać 51,14 kg bezwodnego alkoholu.

Gęstość względna alkoholu wynosi 0,78927. Wtedy jego teoretyczna wydajność wyniesie 51,14: 0,78927 = 64,79 litra na 100 kg lub 64,79 dał na 1 tonę.

Wydajność alkoholu ze skrobi wzrasta proporcjonalnie do stosunku mas cząsteczkowych glukozy i skrobi:

(C6H10O5) n + nH2O n C6H12O6

Teoretyczna wydajność alkoholu z 1 tony skrobi wyniesie

(180.1:162.1) 64,79=71,98 dał.

Wydajność alkoholu z sacharozy:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O 4 C 2 H 5 OH + 4 CO 2

kg na 100 kg lub 68,2 podawano na 1 tonę.

Współczynnik konwersji sacharozy w skrobię warunkową wynosi 324,2: 342,20,95.

Praktyczna wydajność alkoholu mniej teoretycznie, ponieważ część węglowodanów ulegających fermentacji i alkoholu powstałego podczas fermentacji jest tracona. W zależności od rodzaju surowca i schematu technologicznego praktyczna wydajność alkoholu wynosi 81,5-93% wydajności teoretycznej.

gdzie V — wydajność alkoholu, dal/t; Q -- podana objętość bezwodnego alkoholu uzyskanego w okresie sprawozdawczym; g — masa surowców zbożowych przetworzonych w tym samym okresie, t; Cr -- warunkowa zawartość skrobi w surowcach, %.

Praktyczna wydajność alkoholu w stosunku do teoretycznej (%)

W produkcji każdy rodzaj surowca skrobiowego jest przetwarzany przy użyciu różnych metod technologicznych (tryby przetwarzania i gotowania, schematy gotowania i scukrzania itp.). W związku z tym normy uwalniania alkoholu z każdego rodzaju surowca są opracowywane na podstawie badań teoretycznych i eksperymentalnych przez Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Biotechnologii Żywności i są zatwierdzane przez federalne władze wykonawcze. Normy wydobycia alkoholu etylowego z różnych rodzajów surowców podano w tabeli 12. Wraz z wprowadzeniem udoskonaleń technicznych do produkcji standardowej dodaje się upusty wskazane w tabeli 13.

Całkowita utrata substancji fermentujących (%) jest określona przez różnicę między 100% a praktyczną wydajnością alkoholu

Straty oznaczają ilość skrobi warunkowej, która jest eliminowana z danego procesu technologicznego, nie może być wykorzystana w żadnym innym procesie i jest bezpowrotnie stracona. Straty obejmują:

Tabela 12 Normy dla produkcji alkoholu z 1 tony warunkowej surowej skrobi, dal / t

Rodzaj surowca	Schemat produkcji
Okresowy	półciągły	Ciągły	Ciągły z chłodzeniem próżniowym*
Ziemniak
kukurydza
Owies i Chumiza
kasza jaglana i kaolian
Wyka, soczewica, groszek
Ryż -ziarno (niełuskane)
Ryż -kasza
Pszenżyto

* normy podane z uwzględnieniem naddatków na wydłużony okres fermentacji lub 60 godzin przy fermentacji ciągłej lub cyklicznej, jak również na chłodzenie próżniowe gotowanej masy

Tabela 13 Dodatki do normatywnych plonów alkoholu po wprowadzeniu

ulepszenia techniczne w produkcji

straty podczas obróbki zbóż, gotowania, słodowania, zużycia cukru do rozmnażania drożdży, straty w zakładzie gorzelniczym.

Rodzaje strat technologicznych i ich wartości normatywne przedstawiono w tabeli 14. Całkowite straty technologiczne podczas przerobu różnych rodzajów surowców przedstawiono w tabeli 15.

W przypadku naruszenia reżimu technologicznego dochodzi do dodatkowych strat węglowodanów fermentujących, które można oszacować na podstawie tabeli 16.

Tabela 14. Rodzaje strat technologicznych w produkcji alkoholu

Rodzaj strat, etap procesu	Norma,% oryginału
Straty podczas łamania owsa
Straty podczas mielenia ziarna (jęczmienia i prosa)
Straty podczas obróbki cieplnej wody*
Straty na słodowaniu	16% skrobi zbożowej dla słodu lub 1,2% całkowitej skrobi surowej
Straty podczas hodowli drobnoustrojów metodą powierzchniową
Straty podczas hodowli drobnoustrojów metodą głęboką
Straty podczas fermentacji moszczu zbożowo-ziemniaczanego	4% fermentujących węglowodanów wprowadzonych do produkcji
Straty podczas fermentacji brzeczki melasowej
Straty z nieuprzejmością w zacierze zbożowo-ziemniaczanym	3,46% fermentujących węglowodanów wprowadzonych do produkcji
Straty z nieuprzejmością w zacierze z melasy	2,5% cukru wprowadzonego do produkcji.
Straty wraz ze wzrostem kwasowości zacieru	0,623% wkładu z moszczem**
Straty alkoholu z gazami fermentacyjnymi	0,04% zgłoszonych do produkcji
Straty podczas destylacji i rektyfikacji	0,182% zgłoszonych do produkcji

*Ze względu na złożoność rozliczania strat podczas wodnej obróbki cieplnej surowców zalicza się je do strat nieustalonych i przyjmuje się je jako minimum 2,5%.

**Straty przy wzrastającej kwasowości określa się tylko dla przerobu moszczu zbożowo-ziemniaczanego. Nie powinien wystąpić wzrost kwasowości brzeczki melasowej.

Rozważmy wybór surowców do produkcji destylatu. Z jednej strony temat jest subiektywny (nie kłócą się o gusta), ale z drugiej ma też całkowicie ekonomiczne podłoże. Tabela pokazana na ilustracji do tematu (zaczerpnięta ze strony internetowej Wynalazców) pokazuje średnią teoretyczną wydajność alkoholu z jednego kilograma różnych surowców.

Już z prostego zbadania tabeli można wyciągnąć pewne wnioski.

1. Każdy surowiec owocowy ma znacznie gorszy plon niż ziarno.

2. Surowce zbożowe (zawierające skrobię) różnią się znacznie wydajnością.

3. Biorąc pod uwagę bardziej złożoną ekstrakcję alkoholu z surowców skrobiowych, cukier nie ma sobie równych.

4. Dlatego sprytni Amerykanie trudzą się bourbonem - kukurydza jest najbardziej opłacalną opcją dla surowców.

Ale poważnie, po ocenie planowanego plonu owoców, poważnie pomyślisz o wykonalności produkcji brandy owocowej. (Chociaż po wypiciu domowego koniaku rozumiesz, że nie chodzi tylko o celowość)

Jako przykład weźmy sytuację (z prawdziwego życia). Kupiłeś na tę okazję kilka beczek przed Nowym Rokiem. Co do nich wlać? Cóż, możesz umieścić tam Sugar Sam tylko z czystej desperacji. Surowce owocowe nie są bogato reprezentowane przez owoce cytrusowe i banany (o owocach cytrusowych już pisałem, recenzje o bananach nie są tak gorące i nie są tanio podwinięte). Dlatego zwracamy uwagę na surowce skrobiowe i produkcję whisky. Nieznacznie uzupełnię tabelę o dane dotyczące zbóż (tabela pokazuje dane dla ziarna, ale to nie jest to samo).

Proso. Wyprodukowany z prosa, zawartość skrobi wynosi około 75%. W związku z tym wydajność alkoholu można obliczyć według wzoru 0,75 x 1,11 (wydajność cukru ze skrobi) x 0,64 (wydajność alkoholu z cukru) = 0,53 l/kg

Kasza ryżowa oczyszczona. Wydajność alkoholu 0,6 l/kg.

Gryka. Wydajność alkoholu 0,53 l/kg.

Płatki owsiane. Wydajność alkoholu 0,44 l/kg.

Manka. Wydajność alkoholu 0,58 l/kg.

Artek i Połtawa. Wydajność alkoholu 0,57 l/kg.

Jęczmień i komórki. Wydajność alkoholu 0,53 l/kg.

Kasza kukurydziana. Wydajność alkoholu 0,50 l/kg.

Kontynuujemy analizę. Ryż, kasza gryczana i czysta skrobia kukurydziana zostaną wyrzucone ze względu na wysoki koszt, płatki owsiane ze względu na niski plon. Kasza manna, artek i poltavka - ze względu na organoleptykę (ale to dla mnie, ale może ci się spodobać, wręcz przeciwnie). Są to zmiażdżona kukurydza (można ją kupić na ptaka jako pasza), komórki (jest wygodniejsza niż jęczmień perłowy) i kasza kukurydziana. Wolę je mieszać, a zgodnie z przepisem na bourbon oprócz kukurydzy powinien być w nim jęczmień. Próbowałem zarówno kruszonego zboża, jak i kaszy kukurydzianej - z ziarna daje dużo oleju, nieco bogatszy smak, ale teraz robię go ze zbóż (łatwiej się go wyrzuca, a olej przeszkadza w pracy).

Nawiasem mówiąc, opcji cukru również nie można całkowicie zdyskontować. Zakończę eksperyment z namiastką rumu, może zmieści się do beczki.