- •Національний університет
- •Київ нухт 2011
- •1. Загальна характеристика бродильних виробництв
- •1.1. Технологія бродильних виробництв як наука
- •1.2. Загальна характеристика бродильних виробництв
- •1.3. Предмет і мета дисципліни, її місце і роль у навчальному процесі
- •Запитання для самоперевірки до розділу 1
- •2. Сировина, основні та допоміжні матеріали бродильних виробництв
- •2.1. Вода та основні способи водопідготовки
- •2.1.1.Хімічний склад та основні властивості води
- •2.1.2 Вимоги до якості води питної та технологічної
- •2.1.3. Основні способи водопідготовки
- •2.2. Зернові культури
- •2.2.1. Будова зернівки злакових культур
- •2.2.2. Вимоги до якості зерна в технології бродильних виробництв Вимоги до якості зернових культур, які використовуються в технології бродильних виробництв наведено в табл. 2.4.
- •2.2.3. Хімічний склад зернових культур
- •2.2.4. Основні властивості зернової маси
- •2.2.5. Принципова технологічна схема приймання зерна на зберігання та характеристика основних технологічних операцій
- •2.3. Хміль і хмелепродукти
- •2.3.1. Ботанічна характеристика і культивування хмелю
- •2.3.2. Сорти хмелю
- •2.3.3. Хімічний склад шишок хмелю
- •2.3.4. Хмелеві препарати, принцип приготування і використання
- •2.4. Виноград
- •2.4.1. Сорти винограду для одержання виноматеріалів для різних типів вина та коньяку
- •2.4.2. Хімічний склад винограду
- •2.5.1. Дріжджі для виробництва пива
- •2.5.2. Дріжджі для виробництва вина
- •2.5.3. Дріжджі для виробництва спирту
- •2.6. Основні і допоміжні матеріали
- •Запитання для самоперевірки до розділу 2
- •3. Технологія солоду
- •3.1. Види солоду та їх застосування у харчовій промисловості
- •3.2. Принципова технологічна схема виробництва світлого ячмінного пивоварного солоду та характеристика основних технологічних операцій
- •Ячмінного пивоварного солоду
- •3.2.1. Очищення та сортування зерна
- •3.2.2. Замочування зерна
- •3.2.3. Пророщування зерна
- •3.2.4. Сушіння, полірування та відлежування солоду
- •3.3. Виробництво солоду сумісним способом
- •3.4. Особливості технології інших пивоварних солодів (барвний, карамельний, палений, пшеничний та ін.)
- •3.5. Особливості технології житнього неферментованого та ферментованого солодів
- •3.6. Особливості технології пшеничного солоду
- •3.7. Особливості технології солоду для спиртового виробництва
- •3.8. Вихід солоду, відходи його виробництва та їх використання
- •Запитання для самоперевірки
- •4. Технологія пива
- •4.1. Характеристика пива як напою, його класифікація та вимоги до якості
- •4.2. Принципова технологічна схема виробництва пива та характеристика основних технологічних процесів.
- •4.2.1. Очищення і подрібнення зернової сировини
- •4.2.2. Приготування пивного сусла
- •4.2.3. Зброджування пивного сусла
- •4.2.4. Доброджування і дозрівання молодого пива
- •4.2.5. Фільтрування, карбонізація, зберігання і розлив готового пива
- •Принцип ізобаричного розливу пива
- •4.3. Відходи пивоварного виробництва та їх використання
- •Запитання для самоперевірки до розділу 4
- •5. Технологія спирту
- •5.1. Види та характеристика етилового спирту, його використання в суспільному господарстві
- •5.2. Сировина, основні та допоміжні матеріали спиртового виробництва
- •5.3. Принципова технологічна схема виробництва спирту із крохмалевмісної сировини та характеристика основних технологічних процесів
- •5.3.1. Приймання сировини
- •Перекачують у резервуари для зберігання. У холодну пору року мелясу у цистернах підігрівають парою за допомогою шланга з насадкою або барботеру. Деякі цистерни обладнані стаціонарними змійовиками.
- •5.3.2. Очищення сировини
- •5.3.3. Подрібнення зерна
- •5.3.4. Приготування замісу
- •5.3.5. Термоферментативна обробка замісів
- •5.3.6. Оцукрення розвареної маси
- •5.3.7. Культивування дріжджів
- •5.3.8. Зброджування сусла
- •5.3.9. Виділення спирту із бражки та його ректифікація
- •5.4. Особливості технології спирту із меляси
- •5.5. Особливості технології біоетанолу
- •5.6. Вихід, облік та зберігання спирту
- •Запитання для самоперевірки
- •6. Технологія горілок та лікеро-горілчаних напоїв
- •6.1. Класифікація і характеристика горілок та лікеро-горілчаних напоїв
- •6.2. Сировина, основні і допоміжні матеріали для виробництва горілок та лікеро-горілчаних напоїв
- •6.3. Принципова технологічна схема виробництва горілок та характеристика основних технологічних процесів
- •6.4. Принципова технологічна схема виробництва лікеро-горілчаних напоїв та характеристика основних технологічних процесів
- •Запитання для самоперевірки до розділу 6
- •7. Технологія вина
- •7.1. Класифікація виноградного вина та оцінка його якості
- •7.2. Основні технологічні процеси виноробства
- •Принципова технологічна схема виробництва столового вина за «білим» способом та характеристика основних технологічних процесів
- •7.4. Особливості технології столового вина за «червоним» способом
- •7.5. Особливості технології міцних I десертних вин
- •7.6. Особливості технології ігристих I газованих вин
- •7.6.1. Походження I класифікація ігристих вин
- •7.6.2. Виробництво ігристого вина класичним пляшковим способом
- •7.6.3. Виробництво ігристого вина резервуарним способом
- •7.6.4. Особливості технології газованого вина
- •Запитання для самоперевірки до розділу 7
- •8. Технологія коньяку
- •8.1. Історія виробництва коньяку
- •8.2. Класифікація та характеристика коньяку
- •8.3. Принципова технологічна схема і характеристика основних технологічних операцій коньячних спиртів і коньяку
- •8.4. Відходи коньячного виробництва та їх використання
- •Запитання для самоперевірки до розділу 8
- •9. Рекомендована література Основна
- •Додаткова
4.3. Відходи пивоварного виробництва та їх використання
При виробництві пива зернові відходи солоду і несолодженої сировини ячменю, дробина, паростки передаються на корм тваринам. Із надлишкових пивних дріжджів виготовляють сухі пивні дріжджі які багаті вітамінами, особливо групи В і використовуються у медицині.
Діоксид вуглецю під час бродіння збирають, стискують і використовують для карбонізації готового пива, або сатурації безалкогольних напоїв.
Запитання для самоперевірки до розділу 4
Характеристика пива як напою.
Які типи пива виробляють? Чим відрізняються між собою світлі і темні сорти пива?
Вимоги до якості солодів.
Вимоги до якості води.
Характеристика хмелю і хмельових екстрактів.
Яку несолодовану сировину і з якою метою використовують при виробництві пива?
Мета подрібнення солоду і зернопродуктів.
Характеристика основних способів подрібнення.
Сухе та кондиційоване подрібнення зернопродуктів.
Принципова технологічна схема приготування пивного сусла, характеристика основних стадій.
Настійний спосіб приготування пивного сусла.
Чим між собою відрізняються відварні способи приготування пивного сусла?
Мета затирання.
Оптимальні умови для дії цитолітичних ферментів і характеристика отриманих продуктів.
Оптимальні умови для дії амілолітичних ферментів і характеристика отриманих продуктів.
Оптимальні умови для дії протеолітичних ферментів і характеристика отриманих продуктів.
Особливості затирання настійним способом.
Приготування затору одновідварним способом.
Способи розділення затору, для чого промивають дробину.
Мета кип’ятіння сусла з хмелем. Які процеси при цьому протікають?
Що розуміють під виходом екстракту та як його розраховують?
Розділення пивних заторів.
Чим цінний хміль для пивоваріння і як проводиться охмелення пивного сусла?
Як проводиться освітлення, охолодження і аерування пивного сусла перед бродінням?
Види бродіння і які пивні дріжджі при цьому використовують?
Класичний спосіб зброджування пивного сусла.
Фази бродіння пивного сусла, показники молодого пива.
Зберігання і використання засівних дріжджів.
Виробництво пива в ЦКБА.
Мета доброджування і дозрівання пива.
Фільтрування готового пива.
Коли і для чого карбонізують пиво?
Чому пиво витримують у форфасах перед розливом?
В яку тару розливають готове пиво та вимоги до неї?
Сутність і характеристика ізобаричного розливу пива.
Які відходи утворюються під час виробництва солоду та пива, основні шляхи їх використання.
5. Технологія спирту
5.1. Види та характеристика етилового спирту, його використання в суспільному господарстві
Технологія спирту – це наука про способи та процеси переробки різних видів сировини у етиловий спирт, із яких найбільш поширеними в Україні є різні зернові культури та бурякова меляса. За сучасною номенклатурою наук технологія спирту належить до біотехнології. Основні процеси виробництва спирту – перетворення крохмалю в зброджуванні цукри (глюкозу, мальтозу) і цукрів в етиловий спирт проходять під дією біологічних каталізаторів (ферментів). Оскільки ферменти для гідролізу крохмалю до цукрів синтезуються пліснявими грибами і бактеріями, а перетворення цукрів у спирт – дріжджами, технологія спирту нерозривно зв'язана з технічною мікробіологією. Внаслідок спиртового бродіння утворюються його головні продукти – етиловий спирт і діоксид вуглецю, а також супутні їм леткі і нелеткі домішки – гліцерин, альдегіди, кислоти, складні естери, вищі спирти та ін. Тому, коли отримують товарний продукт –ректифікований етиловий спирт під час перегонки бражки і ректифікації спирту із нього максимально видаляють домішки спирту.
Ректифікований етиловий спирт виробляють різних сортів, якість яких оцінюють за вимогами ДСТУ 4221:2003 (табл. 5.1).
Ректифікований етиловий спирт знаходить широке застосування у суспільному господарстві. Харчова промисловість – його основний споживач: спирт використовують при виготовленні лікеро-горілчаних та плодово-ягідних напоїв, для кріплення виноматеріалів і купажування виноградних вин, у виробництві оцту, харчових ароматизаторів і парфюмерно-косметичних виробів. У мікробіологічній і медичній промисловості спирт потрібний для осадження ферментних препаратів із культуральної рідини або екстракту із поверхневої культури, для одержання вітамінів та інших препаратів і ліків; також етиловий спирт використовують як дезінфікуючий засіб і як речовину, що запобігає інфікуванню
Таблиця 5.1 – Органолептичні та фізико-хімічні показники якості
ректифікованого етилового спирту
Найменування показника |
Норма для спирту |
|||
Пшенична сльоза |
Люкс |
Екстра |
Вищої очистки |
|
Зовнішній вигляд |
Прозора безбарвна рідина без сторонніх часток |
|||
Смак і запах |
Характерні для кожного виду етилового спирту, виробленого із відповідної сировини, без присмаку і запаху сторонніх речовин |
|||
Об‘ємна частка етилового спирту за температури 200 С, % не менше |
96,3 |
96,3 |
96,3 |
96,0 |
Проба на чистоту з сірчаною кислотою |
Витримує |
|||
Проба на окислювальність, при 200 С, хв, не менше |
23 |
22 |
20 |
15 |
Масова концентрація альдегідів, у перерахунку на оцтовий в безводному спирті, мг/дм3, не більше |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
4,0 |
Масова концентрація сивушного масла в перерахунку на суміш ізоамілового і ізобутилового спиртів (1:1) в безводному спирті, мг/дм3, не більше |
2,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
Масова концентрація естерів в перерахунку на оцтовоетиловий естер в безводному спирті, мг/дм3, не більше |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
5,0 |
Об’ємна доля метилового спирту в перерахунку на безводний спирт, %, не більше |
0,005 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
Масова концентрація вільних кислот (без СО2) в перерахунку на оцтову кислоту, в безводному спирті, мг/дм3, не більше |
8,0 |
8,0 |
12,0 |
15,0 |
Масова концентрація органічних речовин, що омилюються, в перерахунку на оцтовоетиловий естер, в безводному спирті, мг/дм3, не більше |
12,0 |
18,0 |
25,0 |
30,0 |
Проба на фурфурол |
Витримує |
|||
і псуванню лікувальних екстрактів (валеріани, пустирнику та ін.). Невелику кількість спирту використовують у хімічній, машинобудівній, автомобільній та інших галузях промисловості, а також у ветеринарії і фармакопеї.
Окрім ректифікованого та технічних сортів спирту під час ректифікації також одержують інші товарні продукти: головну фракцію етилового спирту (ГФ), сивушне масло. ГФ у суміші з бензином цілком може бути використана як добавка до палива для автомобілів. Із неї одержують також чисті альдегіди, органічні кислоти та складні естери, як сировину для хімічної промисловості.
Сивушне масло використовують, в основному, як сировину для одержання чистих вищих спиртів (амілового, бутилового, пропілового), які застосовують в органічному синтезі, при виготовленні медичних препаратів і ароматичних речовин, як розчинники в лакофарбовій промисловості, як екстрагенти, флотареагенти та поверхнево-активні речовини.
Діоксид вуглецю, який утворюється при спиртовому бродінні, вловлюють, очищують від домішок і перетворюють в рідкий або твердий продукт («сухий лід»). Із мелясної бражки у двопродуктовій схемі, крім спирту і діоксиду вуглецю, виділяють хлібопекарські дріжджі.
Барда – залишок після відгонки спирту із бражки. Зерно-картопляна барда містить усі складові компоненти вихідної сировини, за винятком крохмалю. Невелика кількість азотистих речовин солоду і сировини витрачається на живлення дріжджів, які синтезують повноцінні білки, вітаміни і інші біологічно важливі речовини. Тому нативна зерно-картопляна барда – чудовий корм для тварин. У цілях збереження її складу при короткочасному літньому зберіганні на деяких заводах рідку барду використовують для вирощування кормових дріжджів, концентрують і сушать.
Мелясна барда, на жаль, по сьогодні вважається відходом, що забруднює природу, її скидають на поля фільтрації, під які використовують родючі землі, крім цього, забруднюється повітряний басейн. На деяких заводах на барді вирощують кормові дріжджі, але натомість одержують у такому ж об'ємі вторинну (післядріжджову) барду або виробляють кормовий концентрат вітаміну В12 (культивуванням метанових бактерій). Хоч у мелясній барді міститься багато гліцерину, глутамінової кислоти, бетаїну, калійних солей та інших, але вилучають їх у дуже незначних кількостях.
Провідними науковими закладами в галузі технології спирту є НУХТ, зокрема кафедра біотехнології продуктів бродіння, екстрактів і напоїв, та галузевий науково-дослідний інститут УкрНДІспиртбіопрод.