Крахмалосодержащее сырьё.
Как известно, для приготовления спирта используется различное сахаросодержащее и крахмалосодержащее сырье. Выгонка спирта из сахара, как наиболее быстрый и простой способ, получила в последние годы широкое распространение. Однако получение спирта из крахмалосодержащего сырья является более дешевым и экономичным способом.
К крахмалосодержащему сырью относятся практически все сельскохозяйственные зерновые и бобовые культуры, картофель. Ценность культуры с точки зрения получения спирта зависит прежде всего от наличия в ней крахмала, а также сахаров.
Содержание крахмала, сахара и белков в сельскохозяйственных культурах.
* - мука
Крахмал, который является главным углеводом картофеля и злаковых культур, имеет способность набухать. Он клейстеризуется и преобразуется ферментами в простые сахара, которые при брожении переходят в винный спирт. Это происходит в жидкой среде и при повышенной температуре при помощи особого фермента - диастаза, содержащегося в солоде.
Рассмотрим основные крахмалосодержащие сельскохозяйственные культуры.
Картофель. Эта культура, безусловно, занимает первое место по легкости извлечения крахмала и преобразования его в сахар. При температуре 55°С происходит процесс клейстеризации картофельного крахмала, то есть перехода его в растворимое состояние. В целях повышения выхода спирта предпочтительнее использовать сорта картофеля с высоким (более 20%) содержанием крахмала.
Для того чтобы узнать содержание крахмала в картофеле, необходимо сначала отобрать и взвесить 5 кг картофеля в легкой сумке, а затем взвесить этот картофель, поместив его в воду. Во втором случае вес картофеля будет значительно меньше. В зависимости от веса помещенного в воду картофеля определяют содержание крахмала и выход спирта из используемого количества сырья.
Теоретически из одного килограмма крахмала получается 716,8 мл безводного спирта, но на практике его выход меньше. Он зависит от качества сырья и строгого выполнения всех технологических операций.
Определение содержания крахмала в картофеле.
Пшеница. Эта сельскохозяйственная культура клейстеризуется при более высокой температуре - 65°С. Пшеничная мука содержит нерастворимые белки, которые, набухая, образуют клейковину, придающую затору излишнюю густоту и тягучесть. Так как густой затор сбраживается менее интенсивно, чем жидкий, то клейковину желательно отделить от крахмала путем промывания теста. Для чего муку замешивают с водой в количестве 1:1 и выдерживают 20 минут. Затем отмывают тесто холодной водой из расчета 3 литра на 1 кг муки. Технология отмывания достаточна проста: тесто помещают в сито, погружают в таз с водой и промывают. Клейковина остается на сите и удаляется. Крахмал же вымывается водой в таз и используется для приготовления затора.
Следует обратить внимание, что как в зерне, так и в Муке злаковых растений содержатся одни и те же химические вещества, однако содержание крахмала и сахаров в муке больше. Вот почему мука более ценна как сырье для приготовления спирта.
Рожь. Крахмал этой культуры клейстеризуется при сравнительно низкой температуре. Ржаная мука содержит растворимые белки и не содержит клейковины, из-за чего затор делается более жидким, более пригодным к сбраживанию. Кроме того, растворимые белки ржаной муки составляют основной вид азотного питания при сбраживании. Это позволяет не применять дополнительного минерального питания.
Для получения спирта могут использоваться и многие Другие культуры, содержащие крахмал в достаточном количестве, в том числе и дикорастущие: топинамбур, желуди, каштаны, рябина, а также корневища болотных трав - рогоза, камыша, сусака и других. В сухих корнях этих растений крахмала содержится больше, чем в картофеле.
Переработка крахмалосодержащего сырья.
Цель данной операции освободить крахмал из клеток и перевести его в растворимое состояние. Это достигается при помощи температурной обработки крахмала с водой. При повышении температуры крахмальные зерна поглощают много воды, клейстеризуются, увеличиваются в объеме и переходят в растворимое состояние, в результате чего крахмал легко подвергается осахариванию.
Рассмотрим эту операцию на примере с картофелем. Переработка картофеля состоит из мойки, измельчения клубней, разваривания и подготовки сусла.
Мойка картофеля производится теплой водой, при этом клубни в целях лучшей очистки выдерживают в теплой воде 1-1,5 часа. Моют картофель в нескольких водах, последняя должна быть совершенно светлой, без мути. Для мытья картофеля можно использовать щетку, мочалку и т. п.
Измельчение клубней проводится с помощью терки. В измельченной картофельной массе не должно быть частиц более 3 мм. Для облегчения дробления картофель можно сначала сварить, размять и, добавив воду, пропустить через сито (дуршлаг).
Разваривание картофеля производят в водяной бане в течение 1,5-2 часов. После разваренная масса охлаждается до 65°С и проводится осахаривание крахмала.
Мука зерновых культур перерабатывается также путем нескольких последовательных операций: смешивания с водой, клейстеризации и разваривания.
Муку разваривают так же, как и картофель, при этом в затор можно добавить немного серной кислоты (0,5-0,8%).
Сахаросодержащее сырьё.
К данной группе сырья относятся те сельскохозяйственные культуры, в состав которых входят различные виды сахаров: сахарная свекла, яблоки и другие плоды, ягоды. Так, сахарная свекла содержит 12-18% сахара, яблоки - 14-22%, вишня - 7-11%, малина - 6-7%, слива - 8-12%. Из-за сравнительно невысокого содержания сахаров из этих культур получаются спиртовые растворы с невысоким содержанием алкоголя (не выше 12%). Кроме того, следует иметь в виду, что эти культуры содержат много кислот, угнетающих активность дрожжей. Поэтому соки плодовых и ягодных культур необходимо подвергать специальной обработке - нейтрализации и увариванию — с целью повысить концентрацию сахаров и снизить кислотность затора.
Яблоки. Содержат простой сахар - левулезу, который непосредственно сбраживается дрожжами.
Сахарная свекла. Содержит сложный сахар - сахарозу. Он непосредственно не сбраживается дрожжами, но под их действием разлагается на простые сахара, которые затем сбраживаются. Все это удлиняет период сбраживания свекловичного сахара.
Сахар винограда глюкоза и сахар ягодных культур - фруктоза сбраживаются также легко, как и яблочный сахар левулеза.
Переработка сахаросодержащего сырья.
Эта операция направлена на получение сладкого сусла из сахарной свеклы, яблок, других плодов и ягод. Что касается сахарной свеклы, то ее сахар входит в состав клеточного сока и может быть извлечен в виде раствора промыванием мелко нарезанной свеклы горячей водой.
Подготовка сахарной свеклы включает в себя следующие этапы:
1) очистка свеклы;
2) измельчение ее в мелкую стружку;
3) обработка стружки горячей водой;
4) извлечение сока;
5) нейтрализация и уваривание сока до получения сусла нужной концентрации (15—18%) сахара.
Термообработка обеспечивает медленное проникновение воды в клетки, обогащение се сахаром и вынос сахара из клеток. Для обеспечения этого процесса свекольную стружку обрабатывают в водяной бане при температуре 60-70°С, так как из сырой свеклы сок извлечь невозможно.
Сок извлекают после разваривания свекольной массы путем отжимания, он содержит до 15% сахара. Для повышения концентрации сахара (до 18-20%) в соке его уваривают, добавляя соду или мел по 20-30 г на один литр сока (для нейтрализации кислот, перешедших из свеклы). Затем сок фильтруют и используют для приготовления сусла.
Фруктово-ягодное сырье менее трудоемко вследствие того, что содержит сахар, который сбраживается непосредственно. Это сырье мочат, дробят, отжимают сок, уваривают его и нейтрализуют. После охлаждения сок фильтруют и сбраживают.
Вода.
Вода является одним из важнейших компонентов при приготовлении спирта и алкогольных напитков и входит в состав дрожжевого и основного заторов. Она должна отвечать всем гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде: быть прозрачной, не иметь запаха и посторонних привкусов, быть мягкой, с малым содержанием солей магния и кальция.
Не следует применять кипяченую воду при приготовлении заторов, так как в ней почти нет растворенного воздуха, необходимого дрожжам.
Примечание. Минеральные вещества применяются в небольшом количестве для поддержания активности дрожжей при сбраживании сладкого сусла. В этих целях используют азотистые и фосфоросодержащие соединения и кислоты.
Ароматические вещества используют для устранения Нежелательных запахов спирта и напитков.
