Расчетные формулы и справочные материалы

    Теоретический выходспирта вычисляют по уравнению спиртового брожения

С₆Н₁₂О₆ ®2 С₂Н₅ОН + 2 СО₂

                                                                                                  180,1       92,1        88

Составим пропорцию:

    из 180,1 кг гексоз получается 92,1 кг спирта

    из 100 кг гексоз --------------------Х кг спирта

Отсюда

 кг,

т.е. из 100 кг гексоз должно получиться 51,14 кг безводного спирта.

    Относительная плотность спирта составляет 0,78927. Тогда теоретичес­кий выход его составит 51,14 : 0,78927=64,79 л на 100 кг или 64,79 дал на 1 т.

    Выход спирта из крахмала увеличивается пропорционально отношению молекулярных масс глюкозы и крахмала:

(С₆Н₁₀О₅)_n + nН₂О ® n С₆Н₁₂О₆

                                                                                                  162,1                        180,1

    Теоретический выход спирта из 1 т крахмала будет

(180,1:162,1)×64,79=71,98 дал.

    Выход спирта из сахарозы:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О ® 4 С₂Н₅ОН + 4 СО₂

                                                                                                                                                        342,2                    184,2

 кг на 100 кг или 68,2 дал на 1т.

Коэффициент для пересчета сахарозы в условный крахмал 324,2 : 342,2»0,95.

    Практический выход спирта меньше теоретического, так как часть сбраживаемых углеводов и образующегося при брожении спирта теряется. В зависимости от вида сырья и технологической схемы практический выход спирта составляет 81,5–93% от теоретического.

    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

*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

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

*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.

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, %

Таблица 16. Потери сбраживаемых углеводов при нарушениях

технологического режима

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.