Технологические исследования и расчеты
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

Определение возможного выхода спирта из мелассы - методом лабораторного сбраживания

Опытное сбраживание мелассы в лабораторных условиях проводят при переработке дефектных, тугосбраживаемых меласс, вызывающих отклонения от нормальных технологических показателей брожения и дающих пониженный против нормы выход спирта.

Выход спирта из мелассы в лабораторных условиях, приближенный к производственному при нормальной технологии, может быть определен при соблюдении строго стандартных условий.

Опытное брожение проводят на мелассной рассиропке одной концентрации.

Начальную концентрацию сбраживаемого мелассного. сусла берут 20—21%, чтобы содержание спирта в зрелой бражке было 8,5—9% об.

Для лабораторного сбраживания применяют сепарирование, промытые стерильной водой дрожжи. Брожение проводят при температуре 30—31° С в течение 70 ч.

Отвешивают в сухие тарированные стаканы на технических весах с точностью до 0,01 г три навески мелассы из расчета получения по 500 мл мелассной рассиропки концентрацией 20—21% сухих веществ по сахарометру. Величину навески мелассы А (в г) рассчитывают по следующему уравнению:

А=

Где V — объем мелассной рассиропки, мл;

B — заданная концентрация рассиропки, %;

D — относительная плотность 20%-иой рассиропки (находится по табл. 5 приложения);

Ссв — содержание сухих веществ в мелассе, %.

Обычно при анализе приготовливают 500 мл (V) 20%-ной (B) Рассиропки, относительная плотность которой d=1,083. Подставляя эти постоянные величины в уравнение, после сокращения получаем уравнение в упрощенном виде

А==

Пример. На анализ поступила меласса с содержанием сухих веществ 79,8. На анализ необходимо взять

A==137,71 г.

Перед взвешиванием пробу хорошо перемешивают; если меласса очень густая и малоподвижная, ее предварительно нагревают на водяной бане при температуре 40—45° С.

Каждую навеску растворяют в небольшом количестве теплой воды и без потерь переносят в мерный цилиндр на 500 мл, прибавляют 1 мл 5%-ного раствора 70%-ной фосфорной кислоты или 7—8 мл 10% - ной водной вытяжки суперфосфата и необходимое количество нормального раствора серной кислоты из расчета подкисления рассиропки до 0,6—0,7°.

Объем рассиропки в цилиндре доводят до 400 мл и переносят в заранее взвешенную бродильную колбу, вместимостью 1 л, ополаскивая цилиндр 100 мл воды, доводя общий объем рассиропки до 500 мл. Чтобы устранить вспенивание в процессе брожения, в бродильные колбы добавляют по 3—4 капли олеиновой кислоты.

Приготовленное мелассное сусло засевают свежими прессованными дрожжами расы Я в количестве 5 г или заводскими маточными дрожжами из аппарата Линднера из расчета 50% к объему сбраживаемого сусла; при отсутствии прессованных и маточных дрожжей сусло засевают дрожжами, приготовленными из пробирки чистой культуры расы Я.

Прессованные дрожжи перед засевом хорошо размешивают в стаканчике с 20 мл воды и затем смывают в бродильные колбы. Жидкие дрожжи перед засевом центрифугируют и несколько раз промывают холодной водой. При отсутствии центрифуги для ускорения оседания дрожжевой массы им дают хорошо отбродить, затем декантируют и несколько раз промывают чистой холодной водой.

Для приготовления дрожжей из чистой культуры берут мелассу хорошего качества, разбавляют водой до содержания сухих веществ 11—12% по сахарометру, подкисляют серной кислотой до 0,9—1,0°, прибавляют фосфорное питание, как указано выше, и сернокислый аммоний из расчета 0,75 г на 1 кг мелассы. Затем сусло разливают в колбы по 250 мл и стерилизуют в автоклаве 30 мин при давлении 0,15 Па (14,72 н/см2).

Для приготовления засевных дрожжей берут две пробирки чистой культуры расы Я, заполняют их на 3/4 объема приготовленным суслом и ставят в термостат при температуре 30—31° С.

Через 8 ч дрожжи из пробирок переводят в две колбы, в каждой из которых содержится. 250 мл сусла, и ставят в термостат с температурой 30° С для размножения дрожжей на 24 ч.

Готовые дрожжи отделяют на центрифуге и 3—4 раза промывают стерильной водой. К промытым дрожжам добавляют стерильную воду до общего объема 60 мл и полученную дрожжевую суспензию равными объемами задают в подготовленное мелассное сусло.

При обнаружении заражения мелассы лейконостоком к суслу добавляют антисептик — пентахлорфенолят натрия из расчета 0,0001% по массе мелассы.

Сусло, засеянное дрожжами чистой культуры, необходимо аэрировать для более быстрого размножения дрожжей.

На брожение ставят три пробы: две для определения спирта и одну для определения содержания сухих веществ и реакции среды до брожения и после него. Колбы с мелассным суслом, засеянным дрожжами чистой культуры, взвешивают, закрывают пробками с вставленными в них барботерами и отводными трубками для газов брожения. Отводные трубки соединяют с поглотительными сосудами в которые наливают 150 мл воды для улавливания спирта.

Первые 6 ч. сусло аэрируют, подавая воздух через барботер. Затем подачу воздуха прекращают и дальнейшее брожение проводят без аэрации.

В случае использования прессованных или маточных дрожжей после, внесения их в мелассное сусло поглотительные сосуды заполняют хромовой смесью так, как это описано при лабораторном сбраживаний крахмалистого сырья.

Подготовленные для брожения колбы с суслом, засеянным дрожжами, ставят на 15—20 мин в водяную баню при температуре 28-30° С и нагревают до температуры брожения, а затем помещают в термостат с температурой 30—31° С, где проводят брожение в течение 70 ч.

По окончании брожения открытые колбы взвешивают и в содержимом одной из них определяют отброд, кислотность с индикатором бромтимолсиним и несброженный сахар по Бертрану. В содержимом двух других колб определяют образовавшийся спирт: в каждую пробу прибавляют по 200—220 мл воды и необходимое количество (по расчету) нормального раствора щелочи для нейтрализации бражки.

Соединяют колбу через каплеуловитель с холодильником Либиха и отгоняют спирт в мерную колбу на 0,5 л. В приемную колбу для разбавления первых крепких спиртовых погонов прибавляют 20—25. мл холодной дистиллированной воды и во время перегонки держат ее в бане с холодной водой. Отгонку прекращают при получении около 450 мл дистиллята, объем которого доводят до метки водой при температуре 20° С.

В том случае, когда брожение проводилось с аэрацией сусла, барботеры необходимо обмыть водой из поглотителя и слить ополоски в колбу с бражкой, после нейтрализации которой (по расчету) проводить отгонку спирта без добавления воды.

При лабораторном сбраживании, содержание спирта в дистилляте определяют по относительной плотности водно-спиртового раствора, которую устанавливают пикнометром, как при бродильной пробе для зернового сырья.

Отгон спирта из бражки можно вести также с одновременным укреплением паров, для чего к колбе присоединяют специальную колонку с дефлегматором. В этом случае получают отгон с содержанием спирта 20—25% об. Спирт в отгоне определяют стеклянным спиртомером с ценой деления 0,1°.

Выход спирта в декалитрах из 1 т условного крахмала рассчитывают, умножая количество сахара, введенное на брожение с навеской испытуемой мелассы, на переводный коэффициент 0,95.

Расчет выхода спирта из 1 т условного крахмала мелассы

Выход спирта определяют в двух параллельных пробах. Для этого устанавливают объем образовавшегося спирта (Vсп в мл) в каждой из колб (по содержанию спирта в дистилляте Ссп) по уравнению

Vсп=

Где ССп — содержание спирта в дистилляте, мл;

VОбъем бражки, мл.

Выход спирта из 1 т условного крахмала В дал) вычисляют по уравнению

М=

Где: А — навеска мелассы, взятая на брожение, г;

∑сб. с — содержание сбраживаемых сахаров в мелассе;

103 х 103— перевод А Г в т;

103 х 10—перевод VСп мл в дал.

Примечание. Если брожение проводят с применением маточных или прессованных дрожжей с улавливанием спирта из газов брожения хромпиком, то проводят определение уловленного и прибавляют его к образовавшемуся спирту.

Пример. На анализ поступила меласса с; содержанием сухих веществ 79,8% и сбраживаемых сахаров 49,2%. Навеска мелассы, которую необходимо взять на брожение, составит

А ==135,34 г

В этой навеске содержится условного крахмала

=63,26 г

Технологические показатели бражки: кислотность 0,6°, отброд 6,1°, содержание сахаров 0,250 г/100 мл.

Для нейтрализации кислот в колбу добавлено 1,0 н. раствора шелочи

15 мл

Крепость спирта в дистилляте по пикнометру в первой пробе 8,41% об. и во второй 8,38% об. Объем образовавшегося спирта в первой пробе

Vсп ==42,05 мл

Во второй

Vсп ==41,90 мл

Выход спирта из 1 т условного крахмала

М1===66,47 дал

М2===66,23 дал

Среднее значение выхода спирта из 1 т условного крахмала исследуемой мелассы составит

М == 66,35 дал

Определение содержания сбраживаемых углеводов В Мелассе по бродильной пробе

Определение содержания сахара в мелассе по результатам лабораторного брожения применяется в тех случаях, когда в мелассе содержатся вещества, искажающие результаты поляриметрического определения.

Расчет содержания сахара в мелассе в этих случаях проводится на основании следующих данных.

Расход сахара Gсп (в г) на образование спирта при лабораторном сбраживании навески мелассы, находят по уравнению

Gсп=

Где VСп—объем спирта (в мл безводного спирта), полученного при пробном брожении; 68,08 — теоретический выход спирта при сбраживании сахарозы, мл/100 г.

Масса сахара, оставшегося несброженным Gнс, определяется химическим методом и выражается в граммах на весь объем бражки.

Потери сахара на размножение дрожжей и побочные продукты брожения принимаются в размере 4% к введенному сахару; потери при перегонке 0,2%, всего 4,2%. Следовательно, на образование спирта израсходовано 100—4,2=95,8% от всего сахара, введенного с мелассой.

Содержание сахара (в % к массе мелассы) определяется по уравнению

Сс=

Где Gсп —расход сахара на образование спирта, г;

GНс — остаток несброженного сахара, г;

А—навеска мелассы, взятая для пробного брожений, г;

95,8—масса сахара, израсходованного на образование спирта и оставшегося несброженным, % к общей массе сахара в навеске мелассы.

Пример. Навеска мелассы, взятая на пробное брожение, а= 135,84 г; получено бражки 500 мл; содержание спирта в зрелой бражке 8,22% об.; несброженного сахара (Gнс) 0,3 г/100мл.

Отсюда объем полученного спирта составит

Vсп == 41,1 мл

Расход сахара на образование спирта

Gсп==60,37 г

Остаток несброженного сахара в бражке

Gнс==1,5 г

Содержание сахара в испытуемой мелассе составит

Сс==47,54%

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство