Культивирование засевных дрожжей

Для культивирования дрожжей в дрожжанках из осахаривателя направляют сусло в количестве: m₁ = 1,74

по массе: М_с1 = М_с • m₁ / 100 дм³,

М_с1 = 11823,25 • 1,74 / 100 = 205,72

где m₁ – процент отбора сусла из осахаривателя, величина которого зависит от применяемой технологической схемы;

по объему: V_c1 = V_с • m₁ / 100 дм³

V_c1 =10975,89 • 1,74 / 100 = 190,9806

Количество фильтрата сусла:

по массе: М_с.ф. = М_сф. – m₁ / 100 кг

М_с.ф. = 11157,66•1,74 /100 = 194,14

по объему: V_сф. = V_сф. • m₁ / 100 дм³

V_сф =10463,89 • 1,74 / 100 =182,07

Количество сухих веществ в фильтрате сусла:

= М_с1ф • СВ_с.ф. / 100 кг

=194,14 • 17,00 /100 = 33

При условии достижения истинной доброкачественности дрожжевого сусла Д_ист. и соотношении продуктов гидролиза крахмала: глюкозы и декстринов, равном 2:1, количество глюкозы составит:

М_гл1 = ( • Д_ист / 100) • 2/3 кг

М_гл1 = (73,39•86,65 /100) •2/3 = 40,4047

 

Количество декстринов:

М_дек1 = ( • Д_ист / 100) • 1/3 кг

М_дек1 = (73,39 • 86,65 / 100) •1/3 = 20,2023

Количество несбраживаемых веществ:

М_несб.1 = - М_гл.1 – М_дек1 кг

М_несб.1 = 73,39 – 40,4047 – 20,2023 =12,7792

В сусло для культивирования дрожжей вносят ферментный препарат, содержащий глюкоамилазу.

Количество ферментного препарата

по объему: V`_ф2 = М_кр • m₁ • Н₃ / (100 • А₂) дм³

V`_ф2 = 1529,01 •1,74 • 3 / 100•5000 = 0,01596

где Н₃ – норма расхода ферментного препарата для дрожжевого сусла;

по массе: М `<sub>ф2</sub> = V`_ф2 • ρ_ф2 кг

М `_ф2 =0,01596•1,0318 =0,016

Масса сухих веществ в ферментном препарате:

М ` = М`_ф2 • СВ_ф2 / 100 кг

М ` = 0,016 • 8 / 100 = 0,00132

Масса раствора ферментного препарата:

М ` = М ` • n₂ кг

М ` = 0,016•10 = 0,16

Массовая доля сухих веществ в растворе ферментного препарата:

СВ ` = М ` • 100 / М ` %

СВ ` = 0,00132 • 100 / 0,16 = 0,825%

Объем раствора ферментного препарата:

V ` = М ` / ρ` дм³

V ` = 0,16 / 0,9914 = 0,16

Масса сухих веществ фильтрата сусла с учетом внесения ферментного препарата:

М^СВ = М + М ` кг

М^СВ = 33,00 + 0,16 = 33,16

Масса фильтрата сусла с учетом внесения ферментного препарата:

М = М_с1ф + М_ф2 кг

М = 194,14 + 0,16 = 194,3

Массовая доля сухих веществ фильтрата сусла:

СВ = М^СВ • 100 / М %

СВ = 33,16 • 100 / 194,3 = 16,19

Объем фильтрата сусла:

V = М / ρ дм³

V = 194,3 / 1,0663 = 182,07

Для подкисления в сусло вносят серную кислоту, расход которой составит:

по объему: V_к.1 = V(К_к – К_н) • 0,049 • 1,042 / 20 • 1,84 дм³

V_к.1 = 182,07 (09 –0,2)• 0,049 • 1,042 / 20 • 1,84 = 0,1768

где К_к – конечная кислотность сусла, град=0,2;

К_н – начальная кислотность сусла, град = 0,9;

0,049 – содержание кислоты в 1 см³ 1н раствора кислоты, г;

1,042 – количество кислоты, плотностью 1,84 кг/м³, содержащееся в 1 кг кислоты;

20 – количество сусла, в котором определяется кислотность, см³;

по массе: М_к.1= V_к.1 • ρ _к кг

М_к.1 = 0,1768• 1,84 = 0,3253

При внесении в сусло серную кислоту предварительно разбавляют водой в соотношении 1: n_3.

Количество воды для разбавления кислоты:

V_в.к1 = V_к1 • n₃ или М_вк1 кг

V_в.к1 =0,1768 •6 = 1,0608

Масса сусла с учетом внесения ферментного препарата и серной кислоты составит:

М `_с1 = М_с1 + М_ф2р. + М_вк1 + М_к1 кг

М `_с1 = 205,72+0,16+0,33+1,06 = 206,21

Объем сусла:

V `_с1 = V_с1 + V_ф2р. + V_вк1 + V_к1 дм³

V `_с1 = 190,98 + 0,16 + 1,0608 +1,06 = 192,201

Количество сусла, которое образуется в дрожжанках при культивировании дрожжей, составит:

по объему: V_сп1 = В_гл • М_гл1 / 1000 дм³

V_сп1 = 647,9 •18,2966 /1000 = 11,7712

где В_гл – выход спирта из 1т глюкозы, дал; = 647,9

по массе: М_сп1 = V_сп1 • ρ_сп кг

М_сп1 = 11,7712 • 0,78927 = 9,29065

Масса образовавшегося диоксида углерода:

М `_со2 = 0,955 • М_сп1 кг

М `_со2 = 0,955•9,29 =8,87кг

где – 0,955 – количество диоксида углерода, выделяющегося при образовании единицы массы спирта.

Масса засевных дрожжей:

М_др1 = М `<sub>с1</sub> – М `_со2 кг

М_др1 =206,21 – 8,87 = 197,33

Масса фильтрата засевных дрожжей:

М_др1ф. = М_др1 – (М • m₁ / 100) кг

М_др1ф. = 197,33 – (665,59•1,74 / 100) = 185,75

Массовую долю сухих веществ в фильтрате засевных дрожжей (истинных отброд) определяют при удалении спирта из бродящей массы, заменяя его водой.

 

Массовая доля сухих веществ в фильтрате засевных дрожжей:

СВ_др1 = (М_дек1 + М_несб.1 + М_к1) • 100 / (М_др1ф. – М_сп1 + V_сп1) %

СВ_др1 = (20,2 +12,78 + 0,3259)•100 / (185,75 - 9,29+11,77) = 20,22%

Объем фильтрата засевных дрожжей:

V_др1ф. = (М_др1ф. – М_сп1 + V_сп1) / ρ_др1ф. дм³

V_др1ф.= (185,75 – 9,29 + 11,77) / 1,0294 = 159,99

Объемная доля спирта в фильтрате засевных дрожжей:

К_сп1 = V_сп1 • 100 / V_др1ф. %

К_сп1 = 11,77•100 / 159,99 = 7,36

Объем засевных дрожжей:

V_др1 = V_др1ф. + (V_д. • m₁ / 100) дм³

V_др1 = 159,99 + (511,99•1,74 / 100) = 168,89

При включении в технологическую схему второй стадии культивирования дрожжей (в дрожжегенераторах или возбраживателе) расчет проводят аналогично расчет засевных дрожжей в дрожжанках.

Для культивирования дрожжей в дрожжегенераторах из осахаривателя направляют сусло в количестве:

по массе: М_с2 = М_с • m₂ / 100 кг

М_{с2 =} 11823 • 4,06 / 100 = 480,02

где m₂ – процент отбора сусла из осахаривателя;

по объему: V_с2 = V_с. • n₂ / 100 дм³

V_с2 = 10975,89 • 4,06 / 100 = 445,62

Количество фильтрата сусла:

по массе: М_с2ф. = М_с.ф. • m₂ • / 100 кг

М_с2ф. = 194,14•4,06 / 100 =7,88

по объему: V_с2ф. = V_с.ф. • m₂ / 100 дм³

V_с2ф. = 182,07 • 4,06 /100 = 7,39

Количество сухих веществ в фильтрате сусла:

М = М_с2ф. • СВ_с.ф. / 100 кг

 

Количество глюкозы:

М_гл2 = (М • Д_ист. / 100) • 2/3 кг

М_гл2 = (73,39•86,65 / 100) • 2/3 = 40,4047

Количество декстринов:

М_дек2 = (М • Д_ист / 100) • 1/3 кг

М_дек2 = (73,39•86,65 / 100)•1/3 = 21,19

Количество несбраживаемых веществ:

М_несб.2 = М - М_гл2 – М_дек2 кг

М_несб.2 = 73,39 – 40,4 – 21,12 = 11,87

 

Расход серной кислоты составит:

по объему: V_к2 = V_с2(К_к – К_н) • 0,049 • 1,042 / 20 • 1,84 дм³

V_к2 = 445,62 (0,4 –0,2)•0,049•1,042 / (20•1,84) =0,1179

по массе: М_к2 = V_к2 • ρ_к кг

М_к2 = 0,1179•1,84 = 0,2169

Количество воды для разбавления кислоты:

V_в.к2 = V_к2 • n₃ дм³ или М_вк2 кг

V_в.к2 = 0,1179•6 = 0,7074

Масса сусла с учетом внесения кислоты:

М `_c2 = V_c2 + М_к2 + М_вк2 кг

М `_c2 = 480,02+0,2169+0,7074 = 480,95

Масса сусла с учетом внесения кислоты:

V `_с2 = V_c2 + V_к2 + V_вк2 дм³

V `_с2 = 445,62+0,7074+0,1179 = 446,45 дм³

 

Количество спирта, которое образуется в дрожжегенераторах, составит:

по объему: V_сп2 = В_гл. • М_гл2 / 1000 дм³

V_сп2 = 647,9•40,4047 / 1000 = 26,1782

по массе: М_сп2 = V_сп2 • ρ_сп кг

М_сп2 = 26,18•0,78927 = 20,66

Масса образовавшегося диоксида углерода:

М ``_со2 = 0,955 М_сп2 кг

М ``_со2 =0,955•20,66 = 19,73

Масса засевных дрожжей:

М_др2 = М `_с2 – М ``_со2 кг

М_др2 =480,95 –19,74 = 461,21

Масса фильтрата засевных дрожжей:

М_др2ф. = М_др2 – (М • m₂ / 100) кг

М_др2 = 461,21 – (665,59•4,06) / 100 =434,19

Массовая доля сухих веществ в фильтрате засевных дрожжей:

СВ_др2 = (М_дек2 + М_несб2 + М_к2) • 100 / (М_др2ф. – М_сп2) + V_сп2) %

СВ_др2 = (21,19+11,87+0,2169)•100 / (434,19-20,66)+26,18) = 3327,69/439,71=7,57

Объем фильтрата засевных дрожжей:

V_др2ф. = (М_др2ф. – М_сп2 + V_сп2) / ρ_др2ф. дм³

V_др2ф. = (434,19 – 20,66+26,18) / 0,9710 = 426,98

Объемная доля спирта в фильтрате засевных дрожжей:

К_сп2 = V_сп2 • 100 / V_др2ф. %

К_сп2 = 26,18•100 / 426,98 = 6,131

Объем засевных дрожжей:

V_др2 = V_др2ф + (V_д. • m₂ / 100) дм³

К_сп2 = 426,98+(511,99•4,06 / 100) =447,77

 

 

При условии использования промывных вод в количестве n₄ % от объема засевных дрожжей в дрожжанках количество промывных вод в дрожжегенераторах составит:

V `<sub>в.пр.</sub> = V<sub>др1</sub> • n<sub>4</sub> / 100 дм<sup>3</sup> или М `_в.пр. кг

V `_в.пр. = 197,25•2,5 / 100 = 4,93

Количество засевных дрожжей в дрожжегенераторах составит:

по объему: V `<sub>др2</sub> = V<sub>др2</sub> + V<sub>др1</sub> + V `_в.пр. дм3

V `_др2 = 447,77 +197,25 +4,93 = 649,94

по массе: М `<sub>др2</sub> = М<sub>др2</sub> + М<sub>др1</sub> + М `_в.пр. кг

М `_др2 = 197,33 +461,21+4,93 = 663,47