Свойства этилового спирта и сырья. Характеристика технологических процессов по стадиям производства. Химические основы и принципы переработки сырья (полуфабрикатов) на стадии осахаривания. Физическая модель и кинетические закономерности его протекания.
Аннотация к работе
В пищевой промышленности спирт используют при изготовлении ликерно-водочных изделий, плодово-ягодных вин, пищевых ароматизаторов и т.д. В производстве спирта воздействие ферментов на составные вещества сырья осуществляется на нескольких технологических стадиях: стадии подваривания сырья; специальной стадии осахаривания крахмала, которая проводится при оптимальной температуре для действия амилолитических сахарогенных ферментов; стадии брожения, где создаются условия, оптимальные для жизнедеятельности дрожжей, но которые не вполне благоприятны для Действия амилолитических ферментов (более низкие температура и PH среды).Спирт, содержащий 4-5 % воды, называют ректификатом, а содержащий только доли процента воды - абсолютным спиртом. Такой спирт получают химической обработкой в присутствии водоотнимающих средств (например, свежепрокаленного САО). Такой спирт называют пищевым или винным спиртом. Органолептические показатели этилового спирта приведены в таблице 1.1 Физико-химические показатели этилового спирта приведены в таблице 1.2.К подготовке сырья относятся такие стадии как очистка, измельчение. Очистка зерно от примесей - отделение легких и тяжелых примесей. Рисунок 1 - Эскизная технологическая схема производства этилового спирта из зернаФакторы, при мойке зерна: u Однонаправленное движение материала по ситу. u Соотношение размера сита и фракции зерна (зерно =0,25 мм). Факторы, обеспечивающие правильное измельчение зерна: u Величина разрушающей силы 9,4-31 МПА. u Измельчение сырья до размеров частиц не более 0,25 мм. u Подается нагретый воздух с давлением 0,12-0,18 МПА. Факторы, влияющие на приготовления замеса: u К измельченному зерну добавляют 280-300 % воды (1:3). u Концентрация сбраживаемых веществ в замесе должна быть такой, чтобы спирта в зрелой бражке накапливалось не более 10 об. Факторы, обеспечивающие оптимальное разваривание сырья: u Подогрев вторичным паром через поверхность змеевика до 45-500С. u Время разваривания 55-60 минут. u Температура замеса 168-170 0С. u Давление в аппарате должно составлять 0,8 Мпа. Факторы, обеспечивающие охлаждения: u Температура охлаждения 57-58 0C. u Температура окружающей среды 18-22 0C. u Коэффициент теплопередачи 0,198 ккал/м*час. u Режим движения турбулентный.Примеси, отличающиеся от зерна данной культуры толщиной (шириной) и аэродинамическими свойствами (парусностью), отделяют на воздушно-ситовом сепараторе. Мелкие металлические примеси, содержащиеся в зерне после очистки в воздушно-ситовых сепараторах, удаляют с помощью магнитных сепараторов. Вследствие этого получается дополнительное количество сбраживаемых сахаров, ц выход спирта при этом увеличивается по сравнению с выходом спирта при переработке целого сырья в аппаратах периодического действия. При непрерывном разваривании измельченного сырья некоторые процессы (набухание, клейстеризация, частичный гидролиз крахмала и других составных частей сырья) проходят в стадии приготовления замеса. Основные же процессы по растворению крахмала, межклеточных и инкрустирующих веществ сырья проходят при повышенной температуре разваривания в варочном аппарате.Подготовка ферментных препаратов: глубинную культуру плесневых грибов или бактерий дезинфицируют формалином; сухую поверхностную культуру смешивают с водой температурой 28-30 ?С в соотношении 1:1. Затем ее тщательно измельчают на дробилках, добавляют воду в количестве 3-4 дм3 на 1 кг препарата, дезинфицируют раствором формалина, выдерживают 25-30 мин и направляют на осахаривание. Можно использовать смесь сухой культуры ферментных препаратов и солода. Причем если используется в качестве осахаривающего материала солод, то образуется 71-76 % мальтозы и 24-29 % глюкозы от суммы сбраживаемых сахаров; если применяют ферментные препараты, то 14-21 % мальтозы и 79-80 % глюкозы. Некрахмальные полисахариды под действием ферментов солода почти не гидролизуются, ферментными препаратами гидролизуются в незначительной степени, что является положительным, так как возрастает количество сбраживаемых сахаров.Независимо от способа процесс осахаривания складывается из следующих операций: u охлаждение разваренной массы до определенной температуры, которая после смешивания массы с солодовым молоком (микробной культурой) понизится до заданной для осахаривания; Все эти операции, кроме перекачивания сусла, при периодическом процессе выполняются в одном аппарате, называемом заторным баком; при непрерывном процессе - или в отдельных аппаратах, установленных последовательно, или в одном аппарате (сочетается несколько операций). Периодический способ проводится в осахаривателе - заторном чане чашеобразной формы с мешалкой для перемешивания и змеевиком для охлаждения. Массу охлаждают до температуры 62-63 ?С, добавляют остальное количество осахаривающего материала, перемешивают 5 мин и осахаривают при отключенной мешалке 15-20 мин. Затем мешалку включают, в змеевик подают холодную воду и охлаждают сусло до температуры 29-30 ?С.
План
Содержание
Введение
1. Исходные данные и их анализ
1.1 Характеристика свойств готовой продукции и сырья
1.2 Эскизная технологическая схема
2. Процессное оформление стадий производства
2.1 Основные факторы (физические эффекты, механизмы) определяющие изменение свойств сырья, полупродуктов на каждой технологической операции в производстве спирта
2.2 Характеристика процессов и описание их по стадиям производства
3. Физическая модель осахаривания в производстве спирта
3.1 Характеристика технологических потоков на входе и выходе на стадии осахаривания в производстве спирта
3.2 Физико-химические основы и общие принципы переработки сырья (полупродуктов) на стадии осахаривания в производстве спирта
3.3 Выбор и описание физической модели процесса осахаривания
3.4 Кинетические закономерности заданного процесса осахаривания