Способ определения начальной концентрации сбраживаемого углеводсодержащего сусла

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, к спиртовой ее отрасли, в частности к способам технохимического контроля процесса спиртового брожения углеводсодержащего сусла. Цель изобретения - повышение точности определения. В процессе сбраживания сусла отбирают пробу сусла. В исследуемой пробе сбраживаемого сусла определяют действительную концентрацию сухих веществ, спирта, плотности среды и количество сбраживаемых веществ, расходуемых на образование глицерина и биомассы дрожжей. Затем с учетом полученных величин определяют начальную концентрацию сбраживаемого сусла по формуле. Способ позволяет повысить точность определения начальной концентрации сухих веществ сбраживаемого сусла за счет учета расхода углеводов сырья на биосинтез глицерина и биомассы дрожжей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН (51)5 G 01 N 33/14

1", 1, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К=ИХ+и и с — ° а

У

100- — (Г K +0,4 Ä) ° 0,95 0,1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

r1PH ГКНТ СССР (2 1 ) 44945 91 /30-1 3 (22) 23.08.88 (46) 15.06.90. Бюл. N 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт новых видов пищевых продуктов и добавок (72) Л.B.ËåâàíäoâñêüÔ, С.Т. Олийничук и А.Д.Коваленко (53) 663.54 (088..8) (56) Маринченко В.А. и др. Технология спирта. М.:Легкая и пищевая прть, 1981, с. 271-273.

Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства. М.: Агропромиздат, 1986, с. 221. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОЙ

КОНЦЕНТРАЦИИ СБРАЖИВАЕМОГО УГЛЕВОДСОДЕРЖАЩЕГО СУСЛА (57) Изобретение относится к пищевой

Изобретение относится к пищевой промышленности, к спиртовой ее отрасли, а именно к способам технохимического контроля процесса спиртового брожения углеводсодержащего сусла.

Цель изобретения — повышение точности определения.

Способ осуществляется следующим образом.

При производстве спирта из сбраживаемого сусла отбирают пробу. В отобранной пробе сбраживаемого сусла оп- .

„„SUÄÄ 157150 А I

2 промышленности, к спиртовой ее отрасли, в частности к способам технохимического контроля процесса спиртового брожения углеводсодержащего сусла, Цель изобретения — повьппение точности определения. В процессе сбраживания сусла отбирают пробу сусла. В исследуемой пробе сбраживаемого сусла определяют действительную концентра".. цию сухих веществ, спирта, плотности среды и количество сбраживаемых веществ, расходуемых на образование глицерина и биомассы дрожжей. Затем с учетом полученных величин определяют начальную концентрацию сбраживаемого сусла по формуле. Способ позволяет повысить точность определения начальной концентрации сухих веществ сбраживаемого сусла за счет учета расхода углеводов сырья на биосинтез глицерина и биомассы дрожжей. ределяют действительную концентрацию сухих веществ, концентрацию спирта, содержание глицерина и биомассы дрожжей. В зависимости от применяемого метода сбраживания и вида сырья устанавливают коэффициент пересчета сбраживаемого углевода в спирт (для моносахаридов — 1,54, для дисахаридов—

1,47), а также величину выхода спирта.

Используя полученные данные, определяют начальную концентрацяо сбра-, живаемого сусла по формуле

1571500

rpe ʄ— начальная концентрация сбраживаемого сусла, г/100 мл;

И - действительная концентрация сухих веществ в пробе, %; — плотность среды при данной

И, г/мл;

П вЂ” коэффициент, численно.равный количеству углеводов, расходуемых на образование

1 мл спирта;

100 — теоретический выход спирта, %у а - концентрация спирта в пробе, об.%; 35 с — ожидаемый выход спирта для конкретного технологического способа и вида сырья, дал/т условного крахмала;

Г,Д вЂ” содержание глицерина и биомассы дрожжей 75%-ной влажности в исследуемой пробе, г/л;

K — расход сахарозы на образование 1 r глицерина, r (1,858 r );

0,4 — расход сахарозы на образование 1 г дрожжей 75%-ной влажности, r

0,95 — коэффициент пересчета сахарозы в условный крахмал;

0,1 — коэффициент пересчета размерности кг/т в мас.%.

Знаменатель дроби выражает долю сахара (в % к введенному в процесс сбраживания), израсходованного на об- З5 разование спирта, а вся дробь является коэффициентом, учитывающим тот факт, что сахар при брожении расходуется не только на спирт, но и на синтез дрожжевой биомассы вторичных продуктов брожения, преобладающим среди которых (по расходу сахара) является глицерин.

Определение значений действительной концентрации сухих веществ (И), спирта (а) и биомассы дрожжей (Д) в сбраживаемой среде. является обязательным элементом контроля процесса спиртового брожения и выполняется заводской лабораторией регулярно.

Концентрацию же глицерина (Г) в сбраживаемой среде определяют следующим образом.

В мерную колбу на 50 мл отмеривают 2 мл исследуемой среды и всыпают 55 необходимое количество Ва(ОН) + для осаждения сахаров (количество этого реактива рассчитывают по формуле

А(0,04 В+0,15), где А — объем взятой среды, мл;  — концентрация сахара в среде, г/100 мл) ° Смесь перемешивают и фильтруют через бумажный. фильтр. Первые 5 мл фильтрата выливают, а последующие собирают в сухую . колбу. Затем 5 mr фильтрата вводят в эбулиостат, приливают 10 мл 0,15%ного раствора периодата калия. Эбулиостат закрывают пробкой, опускают в коническую колбу с кипящей водой и соединяют с шириковым холодильником.

Отгонку формальдегида, образовавшегося при окислении глицерина йодной кислотой, ведут в мерную колбу на 50 мл объема дистиллята 40 — 45мл.

По окончании перегонки объем дистиллята доводят до 50 мл при 20 С„ перемешивают и используют 1 мл его для колориметрической реакции. Реакцию формальдегида с хромотроповым реагентом осуществляют в мерных или обычных колбах на 50 мл. Прибавляют 10мл раствора хромотроповой кислоты в 90%ной серной кислоте. Общий объем смеси 11 мл. Жидкость в колбе быстро перемешивают, погружают в водяную баню с температурой 62 С и выдерживают 3 о мин при 60 С. Затем раствор охлаждают до 20 С и определяют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре в кюветах на 5 мм при зеленом светофильтре (длина волны 490 — 540 нм), В качестве контрольного раствора, против которого производится фиксирование оптической плотности исследуемой жидкости, служит раствор хромотроповой кислоты (10 мл), дополненный до 11 мл дистиллированной водой и выдержанный 3 мин при 60 С.

Пользуясь калибровочным графиком или таблицей, находят содержание глицерина (в мкг) в объеме анализируемого раствора (А), а концентрацию глицерина в исходной пробе (Г) вычисляют по формуле

Г = А.Б/(10000.В P), где Б — величина разбавления исследуемой среды, мл;

 — количество исследуемой среды, взятой на анализ, мл;

P — объем раствора, израсходованного на колоричетрическую реакцию, мл;

10000 — коэффициент перевода мкг в r и содержание глицерина в

100 мл.

1571500

В исследуемой пробе сбраживаемой"среды определены следующие .параметры: спирт (а) = 8,0 об. ; И = Sy5foy биомасса (Д) = 28 г/л, глицерин (Г)

4.4 г/л.

Расчет Кц. по существующему способу и=И .р +1, 47 - а =8 5 . 1 0338+1 э 47

10 "8 0 20 55 r I 100 M3z по предлагаемому

100

Кн И 1+"

100 (Г К -+0,ч Д) О 95 0 1

85 1 0338+ 1 47 — -- — — — — — — — ——

У У бб 5

100- — — - (4, 4 ° 1, 858+0, 4 28) О, 95 ° О, 1

«8,0 = 22,67 г/100 мл.

В исследуемой пробе сбраживаемой среды (бражки) определены значения: а = 8,9 об.7; И = 9,57; Д = 22 г/л", 25 Г = 5,0 г/л.

Расчет К„: по существующему способу

К =9,5 1,038+1,47 8,9=22,94 г/100мл; по предлагаемому

Кн=и 0 +П

1 с

100- — (Г.К г " 0 4 Д) 0,95:0,1

° а =

100

9,5 1,038 + 1,47

100 — i-(5,0-1,858 + 0,4.22) 0,95: 0,1

9 — 24„81 г/100 мл, Занижение величины К при осущестН влении контроля процесса брожения влечет за собой нарушение технологического режима и ухудшение конечных результатов спиртового производства.

Современные способы сбраживания мелассы предусматривают разделение g5 мелассы, используемой в процессе, на две части, причем из одной части готовят мелассное сусло для дрожжей, а остальное количество делят для подачи в головные бродильные аппараты и 50 дрожжегенераторы. Регулирование количеством вводимой по ходу процесса мелассы возможно только на основе величины К и поддержания этого показатеН ля на таком уровне, который обеспечивает требуемую концентрацию спирта в бражке.

Поскольку существующий способ определения К„ занижает истинный резуль-;

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1, В технологическом процессе сбраживания подвергают свеклосахарную мелассу усовершенствованным однопоточным способом, 1

Для сахарозы П = 1,47. Ожидаемый выход спирта по данной технологии с = 66,5 дал/т.

Пример 2. Сбраживают сахаротростниковую мелассу усовершенствованным двухпоточным способом П = 1,47, выход спирта — 64,5 дал/т (для данного сырья), надбавка при применении указанного способа — 0,3 дал/т, итого с = 64,8 дал/т. тат, то количество мелассы, вносимой для поддержания заданной Кну будет большим, чем необхоцимо фактически, при этом концентрация спир"та в среде повысится сверх оптимальной. В этом случае ухудшается состояние дрожжей и их физиологическая активность, увеличивается количество несброженного сахара, удлиняется срок брожения, т,е, нарушается технологический режим сбраживания с од-. новременным снижением экономических показателей процесса.

Данные, полученные в примерах 1 и 2, наглядно показывают, что применение существенного способа определения Кн дает заниженные результаты, что нарушает объективность контроля и управления процессом, вызывает необходимость увеличения количества мелассы, задаваемой в бродильные ап..

15 71500

Формула из обретен ия параты, и влечет за собой в конечном итоге неоправданное повышение кон-: центрации спирта в зрелой бражке, т.е. нарушение установленного техно-.

Логического режима.

К = И р + П вЂ” — —— н с

100 — — (Г -К г

00 а, + 0,4 Д)-0,95 ° 0,1

К г

0,4—

0,95—

0,1

Составитель В. Кочергин

Редактор А.Маковская Техред М.Дидык

Корректор С.Черни

Я

Заказ 1508 Тираж 511 Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101.Использование предлагаемого споСоба в технохимическом контроле про1 зводства спирта из мелассы позволя т повысить объективность определения величины начальной концентрации су их веществ сбраживаемого сусла и за (° фчет этого стабильно поддерживать

Режим задачи мелассы по ходу процес а, что обеспечит ведение .технологии без отклонений от соответствующих требований.

Где К вЂ” начальная концентрация сбраФиваемого сусла, г/100 мл, И - дейстивтельная концентрация 25 сухих веществ в пробе, Х;

g — плотность среды при данной

И, г/мл;

П - коэффициент, численно равный количеству углеводов, расхо- 30 дуемых на образование 1 мл спирта;

100 — теоритеческий выход спирта, Х; а — концентрация спирта в пробе, об.Х;

35 с — ожидаемый выход спирта для конкретного технологического

Способ определения начальной концентрации сбраживаемого углеводсодержащего сусла, предусматривающий отбор пробы сбраживаемого сусла, огределение в ней концентрации сухих веществ, спирта, плотности среды и последующий расчет начальной концентрации сбраживаемого сусла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения, в исследуемой пробе сбраживаемого сусла дополнительно определяют количество образовавшихся глицерина и биомассы дрожжей, а расчет начальной концентрации сбраживаемого сусла ведут по формуле способа и вида сырья, дал/т условного крахмала; содержание глицерина, г/л; содержание биомассы дрожжей

75Я-ной влажности в исследуемой пробе, г/л; расход сахарозы на образование 1 г глицерина, г (1,858г); расход сахарозы на образование 1 r дрожжей 75Х-ной влажности, г коэффициент пересчета сахарозы в условный крахмал; коэффициент пересчета кг/т в мас.Х °