СКЛАД ЗРІЛОЇ БРАЖКИ, ВИДИ СПИРТУ

Зріла бражка - багатокомпонентна система, шо складається з води (82...90% мас.), сухих речовин (4...10 % мас.) та етилового спирту із супровідними леткими домішками (5...9 % мас., або 6...11 об. %). У бражці завжди міститься деяка кількість діоксиду вуглецю. Його вміст у бражці, відібраної безпосередньо з бродильного апарата, складає 1...1,5 г/дм³. При подачі бражки до ректифікаційного відділення 35...45 % діоксиду вуглецю втрачається. Кислотність бражки 0,5°, рН 4,5...5,2. Склад бражки значно змінюється в залежності від виду вихідної сировини і прийнятих технологічних режимів її приготування.

Сухі речовини бражки представлені як завислими частинками (дріжджі, дробина), так і розчинними у врдно-спиртовій суміші органічними та неорганічними речовинами (декстрини, иезброджені цукри, білки, кислоти, мінеральні речовини та ін.). У зерно-картопляній бражці знаходиться значна кількість завислих часток, вона більш в'язка, ніж мелясна, проте загальний вміст сухих речовин у мелясній бражці звичайно більший (8..,10 %), ніжу зерновій (5...7%), і особливо у картопляній (3...4 %).

Леткі домішки спирту характеризуються великою різноманітністю, на цей час їх ідентифіковано більше 70, але загальний вміст невеликий - звичайно не перевищує 0,6 % від кількості етилового спирту.

Усі леткі домішки можна в основному розділити на чотири групи: спирти, альдегіди, кислоти та ефіри. Крім того, виділяють групу азотистих речовин (аміак, аміни,амінокислоти), сірковмісних речовин (сірководень, сірчистий ангідрид,сульфокислоти, меркаптани) та ін.

Склад і вміст летких домішок залежать від виду та якості сировини, прийнятих технологічних режимів його переробки. Домішки частково переходять із сировини, води, допоміжних матеріалів, частково утворюються в процесі приготування сусла, однак більша їх частина з'являється в процесі бродіння.

Більше всього домішок (0,35... 0,45 % до кількості етилового спирту) припадає на частку спиртів - метилового, пропілового, ізобутилового, ізоамілового. Останні три спирти складають основу сивушного масла (звичайно 0,3...0,45 % до кількості етилового спирту в бражці). Метиловий спирт міститься у зерно-картопляній і буряковій бражці - не більше 0,2 % до кількості етилового спирту.

З альдегідів у спирті найбільше оцтового. У мелясній бражці альдегідів багато (біля 0,05 % до кількості етилового спирту), що в 10...50 разів більше, ніж у зерно-картопляній бражці. Вміст альдегідів у бражці різко зростає при посиленому аеру-ванні сусла в процесі дріжджогенерування.

Рис. 10.1 Установка для простої

перегонки бражки: 1 - куб; 2 - холодильник; 3 - збірник дистиляту; Б - бражка; В - охолоджуюча вода; П - гріюча пара; О - залишок (барда); С - слабкоградусний спирт

Виділення спирту із бражки може здійснюватись простою перегонкою (рис. 10.1) і за допомогою перегонки в ректифікаційних (бражних) колонах (рис. 10.2). У першому випадку процес здійснюється в апаратах періодичної дії, у другому - безперервної. В обох випадках з бражки виділяється спирт разом із леткими домішками й одержується бражний дистилят, який містить спирту 30...50 об. %(слабкоградусний спирт-сирець).

Вільний від спирту залишок - барда, містить усі сухі речовини бражки й залишкову частину води. Вміст сухих речовин у барді складає 3...8 %.

Далі спирт бражного дистилята за допомогою ректифікації піддається концентруванню і одержується спирт-сирець (концентрацією не менше 88 об. %), або технічний спирт категорії В (концентрацією не менше 96 об. %). У першому і другому випадках бражний дистилят зві-

Летких кислот (оцтової, масляної, пропіснової, валеріанової та ін.) небагато - біля 0,005...0,1 % до кількості етилового спирту.

У бражці міститься біля 0,05 % ефірів до кількості етилового спирту. Група ефірів в основному представлена оцтовоетиловим, мураши-ноетиловим, оцтовометиловим, ізо-масляноетиловим.

Рис. 10.2 Установка для безперервної

перегонки бражки: 1 - бражна колона;

2 - підігрівник бражки;

З - конденсатор; 4 - холодильник.

Літерні позначення див. Рис. 10.1

льняється тільки від води. При виробництві спирту харчових кондицій (ректифікованого), технічного і спеціального призначення (див. табл. 10.1) бражний дистилят (або спирт-сирець) піддається очистці від супутніх летких домішок та води також за допомогою ректифікації.

На цей час у закордонній практиці виділення спирту з бражки та його концентрування почали здійснювати більш прогресивним (менш енергомістким) методом з використанням напівпроникних мембран (зворотний осмос, первапюрація) і молекулярних сит. Проте тонка очистка спирту, внаслідок якої в промислових масштабах одержують спирт найвищих харчових кондицій, здійснюється виключно ректифікацією.

За органолептичними показниками спирт етиловий ректифікований згідно з ГОСТ 5962-67 і спирт-сирець згідно з ГОСТ 131-67 мають відповідати таким вимогам:

Зовнішній вигляд: прозора, безбарвна рідина без сторонніх частинок. Смак і запах: характерні для кожного виду етилового спирту, що виробляється з відповідної сировини, без присмаку і запаху сторонніх речовин.

Спирт етиловий ректифікований, що атестується на 1-у категорію якості, повинен мати дегустаційну оцінку (в балах) не нижче:

І сорт 8,5

вищої очистки 9,0

"Екстра" 9,3

"Люкс" 9,5

Для виробництва спирту етилового ректифікованого "Екстра" і "Люкс" використовуються усі види кондиційного зерна (пшениці, жита, кукурудзи, ячменю та Ін.), а в окремих випадках до 35 % якісної здорової картоплі.

Технічний спирт виробляється з некондиційного зерна, меляси, спиртовмісних побічних продуктів спиртового (головна фракція, сивушний спирт) й виноробного виробництва.

Технічний спирт категорії Б і В може бути жовтуватого відтінку, а спирт етиловий (головна фракція) може бути безбарвним, злегка жовтуватим або зеленуватим з характерним запахом ефірів та альдегідів.

Технічний спирт перед випуском із заводу повинен (розділ 14) піддаватись денатурації шляхом добавки до нього денатуруючих речовин, які надають стійкого неприємного смаку і запаху, та барвників.

У головній фракції етилового спирту, що одержують при переробці картоплі, вміст метилового спирту допускається до 2,5 об. %, а при переробці змішаної сировини (зерно-картопляної й цукрового буряка) - до 6 об. %.

Крім спирту-сирцю, ректифікованого і технічного спирту, спиртова промисловість виробляє так званий абсолютний спирт з концентрацією 99,5.. .99,8 % об. Не варто плутати поняття безводний (100 %-ний) і абсолютний спирт, який містить води до 0,2... 0,5 % об. Безводний спирт промисловістю не виробляється.

Нижче наведена загальна характеристика чистого безводного етанолу (етилового, або винного спирту).

Молекулярна маса С₂Н₅ОН....................................................... 46,069

Густина (при 20° С), кг/дм³^{......................................................................}0,78945

Динамічна в'язкість (при 20° С), мПа • с.................................... 1,20

Коефіцієнт поверхневого натягу (при 20° С), Н/м....................... 0,0223

Питома теплоємність С ( при 20° С), кДж/(кг • К)............................ 2,39

Теплота згоряння Н, МДж/кг............................................................ 27

Температура кипіння (при тиску 101,3 кПа), °С...................... 78,33

Питома теплота пароутворення (при тиску 101,3 кПа), кДж/кг.. 840

Показник заломлення (відносно повітря при 20 °С

і 101,3 кПа для ........................................................ 1,3617

Питомий електричний опір (при 20° С), Ом • м................. 7,7 • 10⁸