Помозова В.А. Технология отрасли. Технология спиртового и ликеро-водочного производств

Подождите немного. Документ загружается.

В.А. Помозова

ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАСЛИ

ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТОВОГО И ЛИКЕРО-ВОДОЧНОГО

ПРОИЗВОДСТВ

Учебное пособие

ТОМСК – 2005

Томский межвузовский центр

дистанционного образования

Рецензенты: канд. техн. наук Порохова Н.А.;

канд. техн. наук Крупин А.В.

Корректор: Воронина М.А.

Помозова В.А.

Технология отрасли. Технология спиртового и ликеро-водочного

производств. Учебное пособие. − Томск: Томский межвузовский

центр дистанционного образования, 2005. − 165 с.

Рассмотрены теоретические и практические основы технологии

спирта и ликеро-водочного производства. Предназначено для студентов

вузов, научных работников, аспирантов, представляет интерес для

специалистов промышленных предприятий соответствующего профиля.

 Помозова В.А., 2005

 Кемеровский технологический институт

пищевой промышленности, 2005

 Томский межвузовский центр

дистанционного образования, 2005

СОДЕРЖАНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТА ..........................................6

1. ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТРАСЛИ....6

2. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА ..................................8

2.1 Картофель. Сорта, химический состав, характеристика,

требования к картофелю как к сырью для производства

спирта..........................................................................................8

2.2 Зерновые культуры. Основные виды, общая характеристика.

Химический состав..................................................................10

2.3 Меласса. Характеристика, химический состав.

Технологическая оценка мелассы..........................................13

2.4 Сравнительная характеристика сырья спиртового

производства ............................................................................18

2.5 Ферментные препараты ..........................................................19

2.6 Вода и вспомогательные материалы .....................................24

Вопросы и задания для самоконтроля.........................................26

3. ПРИЕМ, ХРАНЕНИЕ, ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ

К РАЗВАРИВАНИЮ....................................................................28

3.1 Транспортировка, прием, учет крахмалсодержащего

сырья.........................................................................................28

3.2 Хранение сырья .......................................................................32

3.3 Подготовка сырья к переработке ...........................................38

Вопросы и задания для самоконтроля.........................................43

4. ВОДНО-ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА И КАРТОФЕЛЯ 44

4.1 Структурно-механические и химические изменения

веществ крахмалсодержащего сырья.....................................44

4.2 Способы и режимы разваривания крахмалсодержащего

сырья.........................................................................................47

Вопросы и задания для самоконтроля.........................................52

5. ПОЛУЧЕНИЕ ОСАХАРИВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ

СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА.............................................53

5.1 Характеристика ферментов солода и микробных

ферментных препаратов..........................................................53

5.2 Производство солода для спиртового производства............54

5.3 Характеристика продуцентов ферментных препаратов ......58

5.4 Поверхностное и глубинное культивирование при

производстве ферментных препаратов..................................59

Вопросы и задания для самоконтроля.........................................62

6. ОСАХАРИВАНИЕ РАЗВАРЕННОЙ МАССЫ.........................63

6.1 Цели осахаривания. Процессы при осахаривании...................63

6.2 Подготовка осахаривающих материалов ..............................64

6.3 Способы и режимы осахаривания..........................................65

6.4 Качество осахаренного сусла .................................................68

Вопросы и задания для самоконтроля.........................................68

7. ПОЛУЧЕНИЕ ЗАСЕВНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

ДРОЖЖЕЙ. СБРАЖИВАНИЕ ОСАХАРЕННОГО СУСЛА......69

7.1 Характеристика спиртовых дрожжей....................................69

7.2 Получение засевных и производственных дрожжей ...........71

7.3 Процессы при сбраживании осахаренного сусла .................75

7.4 Способы и режимы сбраживания осахаренного сусла ........77

7.5 Качественные показатели зрелой бражки.............................81

Вопросы и задания для самоконтроля.........................................81

8. ВЫДЕЛЕНИЕ СПИРТА ИЗ БРАЖКИ И ЕГО ОЧИСТКА

ОТ ПРИМЕСЕЙ ............................................................................82

8.1 Состав бражки и характеристика летучих примесей спирта 82

8.2 Теоретические основы брагоректификации..........................83

8.3 Принципиальные схемы брагоректификационных установок 86

8.4 Основные типы брагоректификационных установок.

Выход спирта, его потери .......................................................90

Вопросы и задания для самоконтроля.........................................96

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЯ ВОДОК И ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ

ИЗДЕЛИЙ .....................................................................................97

9. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОК И ЛИКЕРО-

ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ..............................................................97

9.1 Ассортимент и характеристика водок ...................................97

9.2 Требования к воде. Способы водоподготовки......................98

9.3 Требования к этиловому спирту. Влияние примесей

на его органолептические показатели .................................102

9.4 Растительное сырье. Условия его хранения........................106

9.5 Основные материалы ............................................................108

9.6 Вспомогательные материалы ...............................................109

Вопросы и задания для самоконтроля.......................................109

10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА

ВОДОК.....................................................................................111

10.1 Доставка, приемка, хранение спирта и подача его в

производство ......................................................................111

10.2 Способы приготовления сортировок.................................112

10.3 Теоретические основы обработки сортировки активным

углем....................................................................................114

10.4 Фильтрование и обработка сортировок активным углем 116

10.5 Контроль качества водок ....................................................120

Вопросы и задания для самоконтроля.......................................121

11. ПРОИЗВОДСТВО ПОЛУФАБРИКАТОВ ЛИКЕРО-

ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ........................................................122

11.1 Ассортимент и характеристика ликеро-водочных

изделий................................................................................122

11.2 Производство полуфабрикатов из растительного сырья 123

11.3 Получение сахарного сиропа и колера..............................134

Вопросы и задания для самоконтроля.......................................137

12. ПРОИЗВОДСТВО ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ........138

12.1 Купажирование компонентов и корректировка купажа 138

12.2 Фильтрование купажей. Старение ликеров ......................139

12.3 Стабилизация ликеро-водочных изделий..........................140

Вопросы и задания для самоконтроля.......................................144

13. РОЗЛИВ ВОДОК И ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ......145

13.1 Стеклянная посуда, ее приемка и подготовка...................145

13.2 Розлив и внешнее оформление продукции .......................148

13.3 Потери спирта и пути их сокращения ...............................150

Вопросы и задания для самоконтроля.......................................152

14. ДЕГУСТАЦИОННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СПИРТА

И ЛИКЕРО-ВОДОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ..............................153

14.1 Основы дегустационного анализа......................................153

14.2 Балловая оценка спирта и ликеро-водочных изделий......154

Вопросы и задания для самоконтроля.......................................159

15. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА....................160

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.........................165

Раздел 1. ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТА

1. ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ

ОТРАСЛИ

Технология спирта – одно из древнейших производств. Счита-

ется, 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 первым тысячилетием до

нашей эры. По некоторым данным первую бутылку спирта получил

арабский алхимик Рагез в конце IX века нашей эры.

Многие термины, связанные со спиртовым производством,

имеют арабское происхождение. В частности, алкоголь – от араб-

ского alkohol, что переводится как мельчайшая вещь. Спирт свое

название получил от латинского spiritus vini, что означает дух вина.

К XIV веку во многих странах уже широко используется пе-

регонка спирта из сброженного зерна. В этот же период винный

спирт, получаемый в ряде монастырей Италии и Франции под на-

званием аква вита (вода жизни), попал в Россию с генуэзским по-

сольством.

Технология спирта на Руси получила развитие, начиная с

XV века. Тогда в период с 1448 по 1478 год, согласно исследова-

ниям В.В. Похлебкина, была изобретена технология выгона хлеб-

ного спирта – винокурение. Впоследствии, полученный по этой

технологии продукт был назван русской водкой.

По современной номенклатуре технология спирта относится

к биотехнологии, так как в процессе производства спирта исполь-

зуются биологические катализаторы – ферменты, различные

микроорганизмы.

Этиловый спирт широко используется в народном хозяйстве.

Основной его потребитель – пищевая промышленность. Спирт яв-

ляется основным сырьем в ликеро-водочной промышленности.

Современная технология производства спирта основана на

последних достижениях биотехнологии, внедрении новых техно-

логических процессов и оборудования.

В настоящее время в России действуют более 140 заводов с

общей мощностью 90 млн. дал спирта в год. Потребность же в

спирте с учетом его использования в виноделии, производстве

косметических препаратов и т.д. оценивается в 120 млн. дал в

год.

Увеличение выпуска спирта предполагается достичь, преж-

де всего, путем повышения выхода спирта из 1 тонны условного

крахмала. В настоящее время выход спирта на крупных отечест-

венных предприятиях достигает 66,5 дал с 1 т условного крахма-

ла, что составляет 93% от теоретического. Выход спирта может

быть увеличен путем внедрения механико-ферментативной обра-

ботки сырья, современных способов ректификации, брожения,

использования комплексных ферментных препаратов взамен со-

лода, применения безотходной технологии, освоения новых ви-

дов сырья.

В ликеро-водочной промышленности основные направления

совершенствования технологии связаны с внедрением новых спо-

собов подготовки воды технологического назначения, непрерыв-

ных способов получения сортировки и обработки ее активным

углем, использованием современных высокоэффективных сор-

бентов для повышения качества водок, обеспечения стабильности

ликеро-водочных изделий.

Цель настоящего курса – изучить теоретические и практиче-

ские основы производства спирта и ликеро-водочных произ-

водств, существующие на отечественных предприятиях, основ-

ные технологические процессы на каждой стадии производства,

сравнительную характеристику технологических схем и получить

навыки оценки путей их совершенствования.

2. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА

Сырье, используемое в спиртовом производстве, должно от-

вечать ряду экономических и технологических требований.

Оно должно ежегодно воспроизводиться в необходимых ко-

личествах, содержать большое количество целевого вещества:

крахмала или сахаров, хорошо храниться.

С учетом этих требований в качестве основного сырья для

спирта применяют картофель, зерно злаковых, мелассу. Соотно-

шение видов сырья зависит от географического расположения

предприятия-производителя, технологической схемы производ-

ства.

2.1 Картофель. Сорта, химический состав,

характеристика, требования к картофелю

как к сырью для производства спирта

Картофель широко культивируется практически во всех

районах России. Известно более 2 тысяч сортов картофеля, одна-

ко в нашей стране культивируют не более 80 из них. Различают

раннеспелые сорта картофеля со сроком созревания 2,5–3 месяца,

среднеспелые, созревающие 3,5–4 месяца, позднеспелые – более

4 месяцев.

В зависимости от сорта, условий выращивания и других

факторов средняя урожайность клубней составляет 20–30 т/га.

К раннеспелым сортам относятся Ранняя роза, Эпикур, Пен-

зенская скороспелка, Фаленский, Удача и др. Они имеют доста-

точно высокую урожайность, но низкую крахмалистость и не ус-

тойчивы при хранении. Среднеспелые сорта: Лорх, Октябренок,

Берлихинген, Невский, Луговской, Родник и др. – имеют боль-

шую урожайность и более длительный срок хранения. Позднес-

пелые сорта: Вольтман, Остботе, Лошицкий – при относительно

невысокой урожайности имеют наибольшее содержание крахма-

ла и устойчивы при хранении. В последние годы селекциониро-

ваны высокоурожайные (до 36 т/га) и высококрахмалистые сорта

картофеля: Темп, Кандидат и другие.

Химический состав картофеля

В среднем клубни картофеля содержат 75% сухих веществ и

25% воды. Вода, присутствующая в клубнях, находится в сво-

бодном (78%) и в связанном с коллоидами (22%) состоянии. Сво-

бодная вода легко испаряется и замерзает, а связанная замерзает

при более низких температурах.

Сухие вещества представлены, в основном, крахмалом, не-

крахмальными полисахаридами, азотистыми и минеральными

веществами.

Крахмал – основное целевое вещество картофеля, его со-

держание в клубнях от 70 до 80% сухих веществ или 16–18% от

массы картофеля. В пределах одного сорта крахмала содержится

больше в зрелых клубнях средней массы (50–100 г).

Кроме содержания крахмала в спиртовой промышленности

оценивают показатель «крахмалистость». Он выражает суммар-

ное количество крахмала и сахаров в пересчете на крахмал, из ко-

торых может быть получен спирт в условиях производства.

Из сахаров в картофеле присутствуют глюкоза – до 75% от

общего количества, фруктоза, сахароза. В зрелых покоящихся

клубнях содержание сахаров не превышает 0,3%. Длительное

хранение при низких температурах приводит к накоплению саха-

ров до 7–8%. Это впоследствии может привести к сверхнорма-

тивным потерям при разваривании картофеля.

Некрахмальные полисахариды – это собирательное на-

звание группы углеводов, входящих в состав клеточных стенок,

кожуры картофеля. К ним относят клетчатку, пентозаны, пекти-

новые вещества.

Клетчатка (целлюлоза) содержится в количестве 0,9–2%, пен-

тозаны – 0,7–1%. Пектиновых веществ присутствует больше в ко-

журе – до 4%, в мякоти лишь до 0,6%. Среднее их содержание – 2%.

При хранении картофеля под действием собственных пекто-

литических ферментов пектиновые вещества частично гидроли-

зуются, в результате чего картофель размягчается. Образующий-

ся в процессе гидролиза метиловый спирт ухудшает качествен-

ные характеристики готового продукта.

Азотистых веществ в картофеле содержится 0,1–0,6%, что

в пересчете на белок составляет около 2%. Из белков преобладает

растворимый в клеточном соке глобулин – туберин, кроме того,

присутствуют альбумины, протеозы.

К азотистым веществам относится и ядовитый алкалоид со-

ланин, накапливающийся в наружных слоях клубней и перехо-

дящий в раствор при варке.

Количество минеральных веществ колеблется от 0,5 до

2%. В составе золы больше всего калия и фосфора.

Из других веществ картофеля следует отметить жир, со-

держащийся в количестве от 0,04 до 0,96%, витамины (больше

всего витамина С – до 10 мг на 100 г). Органические кислоты

представлены лимонной, яблочной, щавелевой и другими кисло-

тами. Активная кислотность (рН) клеточного сока – 5,7–6,6; тит-

руемая – 2–7 см

раствора гидроксида натрия концентрацией

0,1 Моль/ дм

на 100 г картофеля.

Картофель в спиртовом производстве является одним из ос-

новных видов сырья.

Картофель, перерабатываемый в спиртовой промышленно-

сти, оценивается в соответствии с показателями ГОСТ 6014. Тре-

бования к картофелю приведены в табл. 3.1 (раздел 3).

2.2 Зерновые культуры. Основные виды, общая

характеристика. Химический состав

Основные требования к зерновому сырью зависят от на-

правлений его использования. Зерно, перерабатываемое на спирт,

может использоваться любого качества, в том числе не пищевой

кондиции. Зерно, предназначенное для получения солода, должно

быть высокого качества и отвечать требованиям соответствую-

щих стандартов.

Для производства спирта применяют любые зерновые куль-

туры. 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 зависимости от этого, зерно имеет различный химический

состав и требует различных режимов переработки.