Меласса. Характеристика, химический состав. Технологическая оценка мелассы.

История развития отрасли.

Технология спирта - одно из древнейших производств. Считается, что впервые спирт был получен в Китае и на среднем Востоке около 2 тыс. лет до нашей эры. По другим данным открытие спирта связано с открытием процесса перегонки. Упоминание об этом было обнаружено в манускрипте, датированном 1 тыс. лет до нашей эры. По некоторым данным первую бутылку спирта получил арабский алхимик Рагез в конце IX в. нашей эры.
Спирт свое название получил от латинского spiritus vini, что означает «дух вина».
К XIV в. во многих странах уже широко используется перегонка спирта из сброженного зерна. В этот же период винный спирт.Технология спирта на Руси получила развитие, начиная с XV в. Тогда в период с 1448 по 1478 г., согласно исследованиям В.В. Похлебкина, была изобретена технология выгона хлебного спирта - винокурение. Впоследствии, полученный по этой технологии продукт, был назван русской водкой.
Технология спирта относится к биотехнологии, так как в процессе производства спирта используются биологические катализаторы - ферменты, различные микроорганизмы.
Спирт является основным сырьем в ликеро-водочной промышленности.

Картофель. Сорта, химический состав , характеристика, требования к картофелю как к сырью для производства спирта.

Различают раннеспелые сорта картофеля со сроком созревания 2,5-3 мес., среднеспелые, созревающие 3,5-4 мес., позднеспелые - более 4 мес. В зависимости от сорта, условий выращивания и других факторов средняя урожайность клубней составляет 20-30 т/га. К раннеспелым сортам относятся Ранняя роза, Эпикур, Пензенская скороспелка, Фаленский, Удача и др. Среднеспелые сорта: Лорх, Октябренок, Берлихинген, Невский, Луговской, Родник и др. Позднеспелые сорта: Вольтман, Остботе, Лошицкий .В последние годы селекционированы высокоурожайные (до 36 т/га) и высококрахмалистые сорта картофеля: Темп, Кандидат и другие.

В среднем клубни картофеля содержат 75 % сухих веществ и 25 % воды. Сухие вещества представлены в основном крахмалом, некрахмальными полисахаридами, азотистыми и минеральными веществами.

Зерновые культуры. Основные виды, общая характеристика. Химический состав.

Для производства спирта применяют любые зерновые культуры. Преобладают в общем объеме перерабатываемого зерна: пшеница (до 50 %), ячмень (до 20 %), рожь (12 %), кукуруза(8%).
Различают культуры голозерные: пшеница, рожь, кукуруза - у них при обмолоте удаляются мякинные оболочки; и пленчатые: ячмень, овес, просо, у которых оболочки сохраняются.
В среднем зерно содержит 14 % влаги и 86 % сухих веществ.

Влажность зерна зависит от гигроскопических свойств зерна, степени зрелости, условий хранения. Различают четыре состояния товарного зерна в зависимости от содержания влаги: сухое - до 14 %; средней сухости - 14-15,5 %; влажное - 15,5-17 %; сырое - более 17 %. Дефектное и подмороженное зерно может иметь влажность до 30 % и более.
В сухом зерне вся влага находится в связанном состоянии.

Меласса. Характеристика, химический состав. Технологическая оценка мелассы.

Меласса является основным сырьем в производстве хлебопекарных дрожжей, а также используется в спиртовом производстве заводами, расположенными в зоне выращивания и переработки сахарной свеклы.
Мелассой называют последний маточный раствор, получаемый при отделении кристаллов сахарозы в производстве сахара.
В зависимости от вида используемого сырья различают мелассу свекловичную, тростниковую и сырцовую.

С мелассой отходит до 10-15 % всех сахаров, содержащихся в сахарной свекле.
Меласса представляет собой густую, вязкую жидкость темного цвета, обусловленного присутствием меланоидинов, карамелей и других продуктов распада углеводов.
Меласса имеет непостоянный химический состав. В ней содержится в среднем 80 % сухих веществ и 20 % воды. Сухие вещества мелассы слагаются в основном из сахарозы, азотистых, безазотистых органических веществ и золы. Существует ряд технологических требований к мелассе: содержание сухих веществ не менее 75 %; общего азота не менее 1,3 %; инвертированного сахара не более 0,5 %; диоксида серы не более 0,05 %; пеногасителей не более 0,5 %; рН не ниже 6,8; цветность не более 2 см³ раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм³ на 100 см³ 2 %-го раствора мелассы. Инфицированность мелассы должна быть не более 100 тыс. клеток в 1 г мелассы.

5. Сравнительная характеристика сырья спиртового производства.
Картофельный крахмал легче разваривается, из него выше выход спирта. Сусло из картофеля имеет более полноценный состав по азотистому и фосфорному питанию для дрожжей. При переработке картофеля производительность завода на 10 % больше, чем при переработке зерна, меньше расход топлива и в целом ниже себестоимость спирта.
Однако картофель более трудоемок при выращивании, не выгодно его транспортировать на далекие расстояния, при его хранении велики потери из-за высокого содержания влаги и подверженности заболеваниям. Спирт из картофеля содержит повышенное количество метанола, образующегося при распаде пектиновых веществ.
Зерно лучше хранится, транспортируется, меньше потерь на всех стадиях производства спирта при переработке зерна.
Зерновой спирт имеет более высокое качество, чем картофельный, однако в нем могут присутствовать терпены, придающие спирту жгучий вкус.
Меласса содержит все необходимые вещества для развития дрожжей, поэтому мелассное сусло быстрее сбраживается. При переработке мелассы упрощается технологическая схема, так как исключаются стадии разваривания и осахаривания. Мелассная барда используется для производства большого ассортимента продуктов.

Ферментные препараты.

Ферментные препараты применяются в качестве осахаривающих материалов. Они производятся на спиртовых заводах, а также на специализированных предприятиях микробиологической промышленности.

Ассортимент их достаточно широк, продуцентами их могут являться как плесневые грибы, так и бактерии, дрожжеподобные микроорганизмы. Для промышленного получения ферментных препаратов используют, в основном, селекционированные штаммы, продуцирующие заданный набор ферментов. Отбор микроорганизмов-продуцентов до недавнего времени проводился по способности их к накоплению амилолитических ферментов: a-амилазы и глюкоамилазы. В настоящее время считается, что для увеличения выхода спирта ферментативный комплекс препаратов, используемых для осахаривания должен содержать ферменты, гидролизующие некрахмальные полисахариды.

На спиртовых заводах в основном используются поверхностные сухие культуры плесневых грибов (Глюкоаваморин Пх) и (Амилоризин Пх), сухой препарат бактериальной амилазы - Амилосубтилин Г3х, глубинные культуры микроорганизмов плесневых грибов (Глюкоаваморин Пх), (Глюкобататин Гх), бактерии (Амиломезентерин Гх), (Глюкоэндомикопсин Гх). В последнее время широко используются ферментные препараты различных зарубежных фирм, содержащие термостабильную амилазу, глюкоамилазу, а также ферменты, гидролизующие белок и некрахмальные полисахариды.