Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






РАБОТА № 1. Изучение процесса получения спирта из картофельного сырья



ТЕМА 1. Исследование процесса получения спирта из крахмалсодержащего сырья

РАБОТА № 1 Изучение процесса получения спирта из картофельного сырья

РАБОТА № 2. Химико - технологический контроль процессов осахаривания и брожения

РАБОТА № 3. Изучение процесса выделения спирта из браги

РАБОТА № 4. Изучение процесса получения спирта из зернового сырья

ТЕМА 2. Исследование процесса получения спирта из сахарсодержащего сырья

РАБОТА № 5. Определение общей кислотности и щелочности мелассы

РАБОТА № 6. Исследование процесса получения спирта из мелассы

ТЕМА 3. Контроль качества этилового спирта

РАБОТА №7. Органолептический и качественный анализ спирта

РАБОТА №8. Определение массовой концентрации альдегидов

РАБОТА №9. Определение массовой концентрации сивушного масла

РАБОТА №10. Определение массовой концентрации свободных кислот

РАБОТА №11.Определение массовой концентрации сложных эфиров

РАБОТА № 12.Определение объемной доли метанола

ТЕМА 4. Контроль качества побочных продуктов спиртового производства.

РАБОТА №13 Определение физико-химических показателей головной фракции этилового спирта

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Методические указания составлены в соответствии с учебным планом, рабочей программой и Государственным образовательным стандартом по специальности 260204 Технология бродильных производств и виноделие.

Цель практикума - углубить и закрепить теоретические знания студентов о химическом составе сырья, способах и режимах его переработки, современных технологических схемах производства, системе технологического контроля, способах интенсификации производства и повышении качества готовой продукции.

Лабораторные работы по дисциплине «Технологии отрасли» выполняются студентами для закрепления материала теоретического курса лекций и необходимы будущим специалистам для приобретения навыков практического выполнения основных технологических процессов в производстве спирта, усвоения различных методов химико-технологического контроля производственных процессов и анализа качества готовой продукции



Отчет о выполненной работе должен содержать:

- наименование работы;

- краткое описание исследуемого объекта;

- краткое описание применяемых методов исследования;

- методику проведения эксперимента;

- схемы химических реакций, происходящих в процессе исследования;

- подробную запись экспериментальных данных;

- выводы.

   
 
 

ТЕМА 1. Исследование процесса получения спирта из крахмалсодержащего сырья

Теоретическая часть

Зерно и картофель — крахмалсодержащее сырье спиртового производства. Важной характеристикой сырья спиртового производства яв­ляется его высокая крахмалистость (суммарное содержание в пе­рерабатываемом сырье крахмала и сахаров).

Производство спирта из крахмалсодержащего сырья состоит из следующих основных технологических стадий: подго­товки сырья к переработке; разваривания зерна и картофеля; осахаривания разваренной массы; культивирования дрожжей; сбра­живания осахаренного сусла; выделения спирта из бражки и его очистки.

Из всех видов растительного сырья картофель в наибольшей степени соответствует требованиям спиртового производства. С единицы посевной площади из картофеля получают в 3-4 раза больше крахмала, чем из зерновых культур. Крахмал картофеля быстрее разваривается, образуя подвижное сусло, содержащее в достаточном количестве для питания дрожжей азотистые и фос­форные соединения. К недостаткам картофеля можно отнести плохую сохраняемость из-за высокого содержания влаги в клубнях и большие транспортные расходы при перевозке на дальние рас­стояния.



Зерновые культуры используют в спиртовом производстве для получения солода и непосредственно для переработки в спирт. Для приготовления солода используют кондиционное высокока­чественное зерно ячменя, ржи, овса и проса, по качеству удовлет­воряющее целому ряду требований (влажность, засоренность, всхожесть, энергия прорастания и др.). Для получения спирта пе­рерабатывают пшеницу, ячмень, рожь, кукурузу, просо, овес и прочие зерновые культуры.

Сырье разваривают для разрушения клеточных стенок сырья, освобождения крахмала и перевода его в растворимое состояние, в котором он быстрее и легче осахаривается ферментами. Зерно и картофель разваривают паром при избыточном давлении. При тепловой обработке сырья происходит сложный комплекс струк­турно-механических, химических и физико-химических измене­ний.

В производстве спирта из крахмалистого сырья наиболее важны такие процессы, как набухание, клейстеризация и раство­рение крахмала. Механически разрушенные крахмальные гранулы атакуются амилазами в несколько раз легче, а клейстеризованный и особенно растворенный крахмал - в десятки и даже сотни раз легче, чем нативный крахмал.

Обработка охлажденной разваренной массы солодовым моло­ком или ферментными препаратами с целью гидролиза полисаха­ридов, белков и других сложных веществ называется осахариванием. Наиболее важным процессом при осахаривании является фер­ментативный гидролиз крахмала до сбраживаемых сахаров, что и определило название этой стадии. Осахаривая разваренную массу, получают полупродукт - сусло.

В настоящее время большинство спиртовых заводов использует ферментные препараты, полученные из микроскопических (плес­невых) грибов и бактерий, в которых присутствуют а-амилаза, декстриназа и глюкоамилаза. Их применение имеет ряд преиму­ществ по сравнению с солодом. Для приготовления солода ис­пользуют высококачественное зерно, тогда как питательные среды для микроорганизмов готовят на малоценном сырье. При солодоращении теряется 16-18 % крахмала, и часть его остается неосахаренным и, следовательно, не сбраживается. Кроме того, в сусло с солодом попадают посторонние микроорганизмы, которые могут отрицательно повлиять на выход спирта. Применяя ферментные препараты, можно увеличить концентрацию фермента и таким образом сократить продолжительность осахаривания и последую­щего дображивания сусла в 2-3 раза.

Сусло, полученное при осахаривании солодом, содержит 71-76 % мальтозы и 24-29 % глюкозы от суммы сбраживаемых сахаров, а гидролизованное ферментными препаратами - соот­ветственно 14 - 21 и 79 -86 %.

Брожение является основным этапом технологического процесса приготовления спирта. Одним из важных факторов эффективности сбраживания является поддержание оптимальной температуры (не менее 18°С и не выше 24°С).

В процессе сбраживания сусла можно выделить три периода: взбраживание (начальное брожение), главное брожение и дображивание.

При взбраживании продолжается размножение дрожжей, протекающее на ста­дии культивирования, поэтому температуру поддерживают в пре­делах 26-27 °С, происходит насыщение бражки углекислым газом, и температура повышается на 2-3° С; вкус сначала сладкий, затем он по­степенно исчезает; эта стадия длится до 30 часов.

Главное брожение - бражка приходит в оживле­ние, ее поверхность покрывается пузырьками, образуется пена, температура поднимается до30°С; быстро нарастает концентрация алкоголя, вкус бражки становится горьковато-кислым; к концу этого этапа брожения концентрация сахаров в бражке уменьшается до 1,5-3%; эта стадия длится 15-24 часа.

Снижая температуру при дображивании до 27-28 °С предотвращают нарастание кислотности бражки. Дображивание - последний этап брожения, при котором пена оседает, вкус бражки становится горько-кис­лым, концентрация сахара уменьшается до 1%, кислотность возрастает; главный результат этой стадии — сбраживание остаточных продуктов.

Картофельный затор дображивается 15-25 часов.

Качество бражки оценива­ют по показателям видимой плотности (показание сахарометра), содержанию истинных сухих веществ (показание са­харометра в фильтрате после отгонки спирта и доведения до пер­воначального объема дистиллированной водой), крепости (содер­жание спирта в объемных процентах) и др. Зрелая зерно-картофельная бражка должна соответствовать ус­тановленным нормам. Крепость должна находиться в пределах 8,0-9,5 об.%, содержание несброженных сахаров 0,25—0,45% и нерастворенного крахмала менее 0,2 %. Нарастание кислотности в процессе брожения не должно превышать 0,2 град, а конечная титруемая кислотность зрелой бражки : 0,5-0,6 град.

В таблице 1 приведены данные по выходу спирта из различных видов крахмалистого и сахарсодержащего сырья.

 

Таблица 1

Выход спирта из 1 кг различных видов сырья

Вид сырья   Выход спирта (кг)
Крахмал 0,72
Рис 0,59
Сахар 0,51
Гречиха 0,47
Пшеница 0,43
Овес 0,36
Рожь 0,41
Ячмень 0,34
Картофель 0,11-0,18
Виноград 0,09-0,14
Сахарная свекла 0,08-0,12
Яблоки 0,06

 

Методические указания

При подготовке к занятию повторите по курсу «Технология отрасли» раздел, посвященный особенностям технологии производства спирта из крахмалсодержащего и сахарсодержащего сырья. Подготовьте ответы на приведенный ниже перечень вопросов.

 

Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Какое сырье используют для получения пищевого этанола?

2. В чем отличие солода для спиртовой промышленности от пивоваренной?

3. Цели замачивания и проращивания зерна. Особенности технологических параметров при производстве солодов из различных видов зерна.

4. Достоинства и недостатки картофельного сырья для производства спирта

5. Какие виды и сорта этанола производят из пищевого растительного сырья?

6. Чем отличается подготовка сырья в производстве спирта из зерна, картофе­ля и мелассы?

7. Периодические и непрерывные способы разваривания сырья.

8. Структурно-механические изменения в процессе водно-тепловой обработки сырья. Набухание, клейстеризация, растворение крахмала.

9. Стадии осахаривания, влияния технологических пара­метров на скорость и глубину осахаривания сырья

10. Современное состояние применения ферментных препаратов в спир­товом производстве.

11. Влияние физичес­ких, химических и физико-химических факторов на жизнедеятельность дрожжей.

12. Этапы сбраживания сусла - возбраживание, главное брожение, дображивание.

13. Какие требования предъявляются к зрелой бражке?

Занесите в тетрадь следующие работы, оставляя место для выводов и проведения расчетов

 

 

РАБОТА № 1. Изучение процесса получения спирта из картофельного сырья

Цель работы –ознакомление с процессом получения спирта из картофельного сырья.

Материалы, реагенты и оборудование:картофель, солод ячменный светлый, ферментный препарат (глюкоамилаза), емкости для проведения разваривания и осахаривания картофельной массы, термометр, ареометр, различные виды терок, термостат; 0,1 н раствор йода, хлористый аммоний, суперфосфат, серная кислота.

 

Выполнение работы

Процесс производства спирта проводят в следующей последовательности: приготовлении солодового молока и сладкого сусла, посева маточных дрожжей, затирании сырья и осахаривания, брожения сусла, перегонки полученной бражки, анализа полупродуктов и готовой продукции. Исследование процесса получения браги из картофеля проводят, выдерживая следующее соотношения компонентов - сырье: вода: солод: дрожжи =1: 3: 0,1: 0,1.

Для исследования готовят шесть образцов картофеля с массой по 100 г. Образцы, отличаются различными условиями подготовки к осахариванию (степенью измельчения, отваренные и неотваренные). Варианты выполнения работы отличаются использованием разных видов осахаривателей: солода и ферментного препарата Амилоглюкаваморина Гх.

1. Приготовление солодового молока. Расчетное количество сухого светлого солода (10 г) залить водой при температуре 60-65°С, выдержать 10 минут, слить воду. Затем солод размолоть на лабораторной мельнице, залить новой порцией воды при температуре 50-55°С, тщательно перемешать в миксере до получения однородной белой жидкости.

2. Приготовление сладкого сусла и посев маточных дрожжей.В 200 см3 воды растворить 30 г сахара, нагреть раствор до кипения. Затем охладить и добавить минеральное питание из расчета: хлористый
аммоний - 0,3 г/дм3, суперфосфат - 0,5 г/дм3. Минеральные вещества предварительно растворить и приготовить из них концентрированные растворы. Затем полученное сусло подкислить серной кислотой. Сухие дрожжи в количестве 60-70 г растворить в охлажденном сусле при 30°С, тщательно перемешать, затем сусло охладить до 15-16°С, закрыть и оставить для созревания дрожжей.

3. Затирание и осахаривание картофельной массы. Готовят образцы картофеля: два неотваренных образца измельчают растиранием: один образец на терке с крупными зубьями (вариант 1) другой образец на терке с мелкими зубьями (вариант 2). Четыре образца картофеля измельчают после отваривания (варианты 3 и 4).

В емкости вместимостью 500-650 см3 вливают по 50 см3 солодового молока и столько же воды. Затем прибавляют крахмальную картофельную массу. Емкости помещают в термостат. Постоянно размеши­вая, следят, чтобы температура не превышала 65°С. Если же она поднялась выше этой нормы, нужно охладить затор. Время осахаривания крахмального сырья может быть различным и зависит прежде всего от солода. При старом солоде или нарушении температуры процесс осахаривания может затянуться.

При использовании ферментного препарата для осахаривания расход Амилоглюкаваморина Гх устанавливают из расчета 5 и 10 ед. ГлС на 1 г условного крахмала.

Осахаривание карто­фельного затора длится 1-2 часа. Полноту осахаривания контролируют по йодной пробе. Если окраска сусла с йодом не меняется, то осахаривание прошло нормально.

4. Брожение картофельного сусла. После осахаривания в емкость с суслом наливают 200 см3 некипяченой (отстоявшейся в течение суток) водопроводной воды, охлаждают сусло до 30°С, вводят 30 см3 дрожжевого затора, размешивают и продол­жают охлаждать до температуры 15° С. При этой тем­пературе сусло накрывают полотняной тканью и ставят для брожения в темное место. Периодически по­мешивают через каждые 5-6 часов. Брожение проводят в течение 6 дней, контролируя процесс брожения определением содержания сухих веществ, изменением рН, титруемой кислотности.


Просмотров 1159

Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2020 год. Все права принадлежат их авторам!