Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :
Home / Băuturi alcoolice / Ce este spirtul? Obținerea spirtului din materii prime amidonoase

Ce este spirtul? Obținerea spirtului din materii prime amidonoase

/
/
/
79 Views

este alcoolul etilic obţinut pe cale industrială, prin distilarea şi rectificarea plămezilor zaharificate şi fermentate alcoolic, a cărui concentraţie în este de minim 95,5% vol. În industria alimentară spirtul se utilizează la prepararea unor băuturi alcoolice.
În funcţie de ponderea lor, materiile prime folosite la fabricarea spirtului sunt melasa, porumbul şi cartoful, industria spirtului prelucrând şi alte materii capabile să transforme amidonul în zahăr fermentascibil. Principalele operaţii ale procesului tehnologic de fabricaţie a
spirtului sunt prezentate în figura de mai jos.

Schema tehnologică de obținere a spirtului
Schema tehnologică de obținere a spirtului

Cum se fabrică spirtul din materii prime amidonoase?

Tehnologia de fabricare a spirtului din materii prime amidonoase are ca etape principale obţinerea şi fermentarea plămezilor, distilarea şi rectificarea alcoolului. În figurile de mai jos sunt prezentate liniile tehnologice de fabricare a spirtului din , respectiv din .

Materii prime amidonoase folosite la obținerea spirtului

Din această categorie fac parte în principal porumbul şi cartofii, la care se mai pot adăuga grâul, secara sau orzul. Porumbul utilizat la fabricarea spirtului trebuie să aibă un conţinut cât mai ridicat în hidraţi de carbon, mai ales amidon, umiditate redusă, boabe moi cu coajă subţire, precum şi un conţinut cât mai scăzut în substanţe proteice. Cartofii folosiţi la fabricarea spirtului trebuie să fie bine maturaţi, cât mai bogaţi în amidon şi săraci în substanţe albuminoide şi celuloză. Cartofii se supun spălării, operaţie prin care se îndepărtează resturile de pământ şi impurităţi, iar cerealele se curăţă prin metode fizice după care se trec la operaţia de măcinare.

Culturi de drojdii utilizate la obținerea spirtului

La fermentarea plămezilor zaharificate din industria spirtului se folosesc culturi de drojdii selecţionate, de fermentaţie superioară, care trebuie să îndeplinească condiţiile:

  • capacitatea de a fermenta complet chiar şi plămezile insuficient zaharificate;
  • fermentarea rapidă a zaharurilor cu formarea unor cantităţi mari de alcool şi bioxid de carbon, prin care să inhibe activitatea microorganismelor dăunătoare;
  • capacitate mare de hidroliză a substanţelor proteice şi asimilarea aminoacizilor utili proceselor de biosinteză;
  • înmulţire rapidă fără aerisire şi la 30-35 grade C , competitivă cu microorganismele dăunătoare;
  • adaptare bună la plămezi bogate în alcool şi fermentare fără spumă abundentă.
Linia tehnologică de obținere a spirtului din cereale
Linia tehnologică de obținere a spirtului din cereale

Culturile pure se obţin prin izolarea unor celule de drojdie dintr-o plămadă fermentată şi înmulţirea acestora în condiţii sterile, prin treceri succesive în volume din ce în ce mai mari de mediu, pe plămadă filtrată şi sterilizată.

Citește și: DIN CE SE POATE OBȚINE ALCOOL?

Apa folosită în industria spirtului, atât la diluarea melasei, a acidului clorhidric, cât şi la fierberea măcinăturilor, trebuie să îndeplinească condiţiile apei potabile, o clasificare a acesteia, în funcţie de pretabilitatea utilizării ei la fabricarea spirtului fiind prezentată în tabelul de mai jos. Necesarul de apă este aproximat la 3-3,5 mc pentru prelucrarea unei tone de cereale sau melasă.

Fierberea materiilor prime

Fierberea realizează eliberarea amidonului din celulele vegetale care se transformă într-o masă cleioasă, mult mai uşor de atacat de către enzimele amilolitice în procesul de zaharificare. Pentru a obţine o dezagregare avansată a materiei prime, fierberea se face în instalaţii sub presiune şi la temperaturi mai mari de 100 grade C. Parametrii de fierbere depind de natura materiei prime: cca. 3 atmosfere la temperatura
de 143 grade C, la cartof şi cca. 3,5-4 atmosfere la 147-151 grade C, la porumb. Celelalte cereale se pot introduce în stare crudă la zaharificare, doar după ce au fost măcinate fin. Se va evita suprafierberea materiilor prime întrucât există pericolul formării melanoidinelor şi prin aceasta
inhibarea dezvoltării drojdiilor. După terminarea fierberii masa cleioasă este transportată sub presiune şi pulverizată în vasul de zaharificare, realizându-se astfel o rupere a membranelor celulare şi creşterea gradului de dezagregare.

Zaharificarea

Zaharificarea este procesul prin care amidonul din masa cleioasă este transformat în zahăr fermentascibil şi în maltoză. Produsul fiert ajuns la zaharificare este răcit la temperatura de 50-55 grade C, după care amidonul se supune procesului de hidroliză enzimatică. Pentru aceasta se folosesc enzimele din malţ (enzimele conţinute în laptele de slad) sau preparate enzimatice (α şi β-amilaza, amiloglucozidaza), în primul caz obţinându-se ca produs predominant maltoza, iar în al doilea caz glucoza.

Clasificarea apei folosită în industria spirtului
Clasificarea apei folosită în industria spirtului
Linia tehnologică de obţinere a spirtului din cartofi:
Linia tehnologică de obţinere a spirtului din cartofi

Randamentul în spirt depinde de modul în care este condus procesul de zaharificare. Astfel, trebuie asigurată hidroliza cât mai completă a amidonului într-un timp cât mai scurt, dar şi inactivarea microorganismelor dăunătoare cu substanţe antiseptice. Unele procedee au la bază
zaharificarea plămezilor sub acţiunea mucegaiurilor, care permit înlocuirea completă a laptelui de slad, procesul decurgând concomitent cu fermentarea. Pentru aceasta se folosesc drojdii care fermentează la temperaturi înalte (Saccharomyces anamensis, Saccharomyces cerevisiae).

Se mai folosesc pe scară largă pentru zaharificare şi preparate enzimatice de natură fungică, obţinute atât prin procedeul de suprafaţă, cât şi prin procedeul submers, prin însămânţare cu Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus awamori, etc.

Fermentarea plămezilor amidonoase

Plămezile zaharificate se răcesc la cca 30 grade C, temperatură la care se adaugă drojdia, se continuă răcirea până la 18 grade C după care sunt trecute la instalaţiile de fermentare. Se deosebesc două etape ale procesului de fermentare: fermentarea plămezii de însămânţare şi fermentarea plămezii principale. La fermentarea plămezii pentru cuib se are în vedere fermentarea a ¾ din zahărul iniţial şi obţinerea unui grad alcoolic de 7-8 % vol. După maturizare, plămada de drojdie se împarte într-o porţie, folosită ca matcă pentru însămânţarea altei plămezi de drojdie, restul fiind utilizată la însămânţarea plămezii principale. Procesul de fermentare propriu-zis decurge în trei faze: fermentarea iniţială, fermentarea principală şi fermentarea finală.

Fermentarea iniţială este caracterizată prin înmulţirea intensă a drojdiilor, cu degajări reduse de CO2 şi creştere lentă a temperaturii. Începerea fermentării are loc la cca 17-18 grade C, condiţie care favorizează dezvoltarea drojdiilor. Fermentarea principală este caracterizată prin creşterea temperaturii cu degajare intensă de CO2 şi acumulare de alcool, ca efect al transformării zaharurilor. În această fază temperatura plămezii nu trebuie să depăşească 30-32 grade C, pentru aceasta linurile de fermentare fiind prevăzute cu sisteme de răcire.
Fermentarea finală se caracterizează prin transformarea ultimelor cantităţi de zaharuri în alcool şi CO2 şi hidroliza dextrinelor cu trecerea în zahăr fermentascibil, temperatura optimă de hidroliză fiind de 25-27,5 grade C. Durata totală a fermentării depinde de natura materiei prime, fiind cuprinsă între 50 de ore la cartofi şi 72 de ore la porumb.

Distilarea

Distilarea urmăreşte separarea alcoolului etilic de restul componentelor plămezii fermentate, care conţin în general 9-10 % vol. alcool.
După construcţie şi modul de funcţionare instalaţiile de distilare sunt de două feluri: cu funcţionare discontinuă, folosite mai ales la obţinerea distilatelor din vin şi a rachiurilor din fructe, respectiv cu funcţionare continuă (figura de mai jos), folosite în special la distilarea plămezilor fermentate. Coloanele de distilare funcţionează pe principiul distilării repetate a condensatului, prin aducerea lui la fierbere cu vapori mai fierbinţi dintr-un alt amestec. Pentru o plămadă din cereale amidonoase temperatura de fierbere este de 92-95 grade C, presiunea de cca 0,11Mpa şi temperatura spirtului brut de cca 15-17 grade C.

Rafinarea spirtului

Spirtul brut rezultat de la distilare este un amestec complex care, pe lângă alcool şi apă, conţine acizi organici, alcooli superiori, aldehide, esteri, şi baze volatile, care prezente în proporţie de doar 1 % afectează sensibil calităţile organoleptice. Îndepărtarea impurităţilor necesită o operaţie de rafinare care se poate face prin metode chimice şi fizice. Rafinarea chimică constă în neutralizarea acizilor volatili şi saponificarea esterilor folosind soluţie de hidroxid de sodiu 10 %, precum şi oxidarea aldehidelor şi a altor substanţe reducătoare folosind o soluţie de permanganat de potasiu 1 %.

Rafinarea fizică este obligatorie şi are la bază separarea componenţilor după temperatura de fierbere a acestora, în urma căreia se obţin trei fracţiuni: spirt frunţi în care se găsesc fracţiuni mai uşor volatile decât alcoolul etilic, cu punct de fierbere sub 78 grade C, alcoolul etilic cu punctul de fierbere de 78,3 grade C şi spirt cozi care conţine compuşi mai greu volatili, respectiv cu temperatura de fierbere mai mare de 78 grade C.

Instalaţiile de rafinare sunt cu funcţionare continuă sau discontinuă, în ambele cazuri spirtul obţinut trebuie să aibă o tărie alcoolică de 96-97 %. Întrucât amestecul de alcool 97 % şi apă 3 % se comportă ca un azeotrop, pentru obţinerea alcoolului absolut se folosesc metode
precun distilarea în prezenţa unui corp antrenor (benzolul), care elimină proprietăţile azeotropice sau tratarea cu substanţe higroscopice (clorură de calciu, carbonat de potasiu, glicerină).

Instalaţie pentru distilarea continuă a plămezilor fermentate
Instalaţie pentru distilarea continuă a plămezilor fermentate
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+

Abonează-te la articolele noastre!

Dacă îți plac articolele noastre și ți se par utile, te poți abona gratis introducând numele dvs. și adresa de e-mail!

1 Comments

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.