Схема производства спирта из картофеля и зерна
|
Картофель предварительно распаривают под давлением в автоклаве /запарнике/, при этом происходит разрыв клеточных оболочек и зерна крахмала превращаются в клейстер. Полученную массу переносят в заторные чаны и прибавляют дробленый солод - проросшие зерна ячменя, содержащее амилолитические ферменты - a и b - амилазы, под влиянием которых крахмал осахаривается, образуя декстрины и мальтозу.
H2O,
ферменты
(C6H10O5)n ------------® амило-, эритро-, ахродекстрины ---® C12H22O11
крахмал мальтоза
Осахаренную жидкость сбраживают, прибавляя для этого к ней чистую культуру винных дрожжей, которые в растворе сахара быстро размножаются. Дрожжевые грибки содержат ферменты, под действием которых мальтоза в процессе брожения превращается в конечном итоге в спирт и углекислый газ.
ферменты, H2O
C12H22O11 ---------------------® 2 C6H12O6 (глюкоза)
ферменты
C6H12O6 --------------® 2 СO2 + 2 C2H5OH (этанол)
Дальнейший процесс состоит в фракционной перегонке перебродившей жидкости. Перегнанные фракции многократно конденсируют с помощью ректификационных колонн и дефлегматоров - получают спирт - сырец 90 % концентрации. Остаток, называемый бардой, содержит янтарную кислоту, белки, жиры и глицерин. Барду применяют в качестве корма для скота. Полученный спирт-сырец подвергают дробной перегонке. Первый погон содержит ацетальдегид и ацетали, а главная фракция представляет собою 90-95 % этиловый спирт. В состав последней фракции входят сивушные масла, о которых говорилось выше, немного высших спиртов, жирных кислот и фурфурола. Чистый спирт имеет температуру кипения 78,3OC и содержит 95,5 % спирта.
Из спирта готовят ликеры добавляя воду, эссенции, сахар.
Продукты содержащие | Спиртные напитки | ||
сахара | до перегонки | после перегонки | |
1. Виноград | вино | коньяк | |
2. Фрукты | фруктовое вино | - | |
3. Патока | - | ром | |
4. Вишни | вишневая настойка | вишневая водка | |
5. Сливы | вино | сливовая водка | |
Продукты содержащие | Спиртные напитки | |
крахмал | до перегонки | после перегонки |
1. Ячмень | пиво | виски |
2. Пшеница | пиво, квас | хлебная водка |
3. Рожь | квас | хлебная водка |
4. Картофель | - | водка, спирт |
5. Маис | - | виски |
6. Просо | буза | аррак |
Спирт находит широкое применение в химической промышленности для синтеза каучука и других веществ, в пищевой промышленности для изготовления вин, в фармацевтической промышленности, в органических синтезах душистых веществ, лаков, красителей полимеров и т.д.
Кроме спиртового брожения существуют и другие виды брожения: молочнокислое, лимонно-кислое, масляно-кислое и т.д. Эти реакции рассмотрены ниже.
Молочнокислое брожение
Д , L- молочная и левовращающая молочная кислоты образуются из декстрозы, из тростникового сахара и из мальтозы при действии бактерий Bacillus Delbriickii. Этот способ применяется для промышленного получения молочной кислоты. Процесс проводят при 50OC . К бродильной жидкости добавляют мел, так как кислотность отрицательно влияет на рост бактерий. Сахар сладкой сыворотки - молочный сахар превращается в молочную кислоту под действием бактерий.
Молочная кислота содержится в кислой капусте, огурцах, кислом молоке. Дисахариды сперва подвергаются гидролизу:
C12H22O11 + HOH ---------® 2 C6H12O6
дисахарид моносахариды
Реакция молочнокислого брожения глюкозы:
C6H12O6 -------® 2 CH3-CH(OH)-COOH + 22,5ккал
глюкоза молочная кислота 1ккал=4,19кДж
Маслянокислое брожение
Масляная кислота получается из крахмала, из сахара, при различных бактериальных процессах брожения, как например, в присутствии бактерий Bacillus factisacidi и др.
Уравнение реакции маслянокислого брожения глюкозы:
C6H12O6 ------® 2 CO2 + 2H2 + CH3-CH2-CH2-COOH + 18 ккал
глюкоза масляная кислота
Лимонокислое брожение
При действии плесневых грибков (цитромицетов) углеводы (глюкоза, мальтоза) превращаются в лимонную кислоту.
цитромицеты OH
31-37OC ½
C6H12O6 +3 O --------------------® HOOC-CH2-C-CH2-COOH
½
COOH
Лимонная кислота применяется в пищевой промышленности.
Изучению биохимических процессов и, в частности, процессов брожения посвящены труды советских ученых - биохимиков: А.Н.Баха, А.И.Опарина, В.Н.Шапошникова, С.П.Костычева, В.С.Буткевича и др. Большая заслуга в изучении химии сахаров и глюкозидов принадлежит ученым - П.П.Шорыгину, Б.Н.Степаненко и др.
Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 992;