Технологическая оценка мелассы

Несмотря на то, что меласса – побочный продукт производства, состав ее до сих пор не регламентирован. Это объясняется, главным образом, тем, что он зависит от многих рассмотренных выше факторов. К тому же на различных производствах, где используют мелассу, к ней предъявляются неодинаковые, часто противоположные требования. Не вдаваясь в причины, отметим, что для производства хлебопекарных дрожжей и спирта желательна возможно большая буферная емкость мелассы, для производства же, например, лимонной кислоты, наоборот, небольшая; если для первых двух производств высокое содержание фосфора в мелассе полезно, то для третьего – вредно и т.д.

Однако существует ряд технологических требований к мелассе, общих для всех бродильных производств: содержание сухих веществ не менее 75%, общего азота не менее 1,3%, инвертированного сахара не более 0,5%, диоксида серы не более 0,05%, пеногасителей не более 0,5%; рН не ниже 6,8; цветность не более 2 мл 0,1 Н раствора йода.

Кроме того, обсемененность микроорганизмами должна быть минимальной, во всяком случае, не более 10 тыс. клеток в 1 г. мелассы. В спиртовом производстве степень инфицированности мелассы определяют и косвенно – по нарастанию кислотности при «самозакисании» пробы (через 20-24 ч. при 30ºС кислотность не должна возрастать более чем на 0,3).

Меласса, не удовлетворяющая перечисленным требованиям, считается дефектной. Уменьшение содержания сухих веществ может вызвать развитие микрофлоры и большие потери сахара во время хранения мелассы. При недостатке азота, чрезмерно большом количестве диоксида серы и пеногасителей нарушается нормальная жизнедеятельность дрожжей: они медленно размножаются и сбраживают сахар; снижается выход спирта и ухудшается его качество.

Такие показатели, как высокое содержание инвертированного сахара, сильная цветность и рН менее 6,8, сами по себе не играют отрицательной роли в производстве, потому что инвертированный сахар сбраживается дрожжами, а мелассу и при этом значении рН приходится подкислять. Цветность мелассы имеет значение лишь при выделении спиртовых дрожжей из бражки и использовании их в качестве хлебопекарных (темный цвет дрожжей). Однако именно эти три показателя служат наиболее надежным критерием пригодности мелассы. Отклонение их от нормы свидетельствует о том, что в сахарном производстве перерабатывалась долголежащая или гнилая свекла; в мелассе содержится много диоксида серы, летучих кислот и кальциевых солей, пеногасителей, мало азота. Обычно это характерно для мелассы последних месяцев сезона сахароварения.

В связи с механизацией уборки и складирования сахарной свеклы, сопровождающимися значительными физическими повреждениями корней, увеличением количества оставшейся зеленой массы и земли, ухудшающими сохраняемость, технологическое качество свеклы понизилось, а следовательно, ухудшилось и технологическое качество мелассы. Поэтому наряду с конструктивными изменениями средств механизации необходимо совершенствовать методы подготовки мелассы такого состава к сбраживанию.

Тростниковая меласса нормального качества хуже сбраживается, чем даже дефектная свекловичная; ее перерабатывают совместно со свекловичной мелассой, добавляя в небольших количествах.

Плохо сбраживается на спирт и дискардная меласса, которая получается в сахарном производстве при обессахаривании обычной мелассы методом осаждения сахарозы в виде нерастворимого трехкальциевого сахарата (сахарозата). Последний возвращают на дефекосатурацию диффузионного сока, заменяя известь, при этом он разрушается с освобождением сахарозы. Вместе с сахарозатом осаждается и трираффинозат; таким образом, раффиноза, а с ней и другие несахара постепенно накапливаются в мелассе. При 3-4%-ном содержании раффинозы обессахаривание становится невыгодным, и мелассу выводят из производства (дискардная меласса), а оставшийся после осаждения сахарата «щелок» перерабатывают на другие продукты или сбрасывают.

ВОДА

На спиртовых заводах вода расходуется на разные цели, главнейшие из которых технологические, а также на питание паровых котлов. В технологических процессах вода необходима для разваривания зерна, приготовления мелассных растворов, замачивания зерна при солодоращении и поливке солода, приготовления солодового молока, а также для охлаждения продуктов и полупродуктов. Во всех этих случаях химический состав воды существенно влияет на ход технологических процессов.

К воде для технологических целей предъявляют те же требования, что и к питьевой воде. Жесткость ее не должна превышать 7 мгэкв/л. Природную воду, не удовлетворяющую этим требованиям, подвергают исправлению: фильтрации через кварцевый песок, иногда с коагуляцией коллоидных примесей, обеззараживанию хлором, а в необходимых случаях и умягчению содово-известковым или ионитовым способом.

Особенно нежелательна для производства вода с большой жесткостью. Для проведения всех технологических процессов требуется слабокислая реакция среды (рН 4,5-5,5). Так, крахмалсодержащее сырье разваривается тем быстрее и полнее, чем ниже рН. При рН 4,5-5,5 крахмал скорее осахаривается амилолитическими ферментами; рН 5-5,5 наиболее благоприятен для спиртового брожения. Нейтральная и слабощелочная реакции среды способствуют развитию кислотообразующих бактерий. В щелочной среде при брожении может образовываться глицерин.

Хотя в зерне и картофеле имеется значительное количество буферных веществ и при их разваривании кислотность повышается, все же избыток гидрокарбонатов кальция и магния вреден, так как смещает рН разваренной массы в сторону повышения, вплоть до нейтральной реакции. Кроме того, гидрокарбонаты кальция, вступая в реакцию обменного разложения с фосфатами сырья, переводят их в нерастворимые соединения, не доступные для дрожжей.

При чрезмерно высокой временной жесткости воды, употребляемой для замачивания солодового зерна, задерживается его прорастание, а также снижается амилолитическая активность солодового молока. При большой карбонатной жесткости воды увеличивается расход серной кислоты для подкисления мелассы.

В воде с кальциевыми и магниевыми солями серной, соляной и азотной кислот повышается кислотность разваренной массы, и с этой точки зрения такие соли полезны. Они способствуют также стабилизации амилазы в процессе осахаривания. В связи с этим при разваривании зерна очень жесткую воду приходится подкислять серной кислотой или фильтратом барды, а воду, идущую на замачивание зерна и приготовление солодового молока, подкислять серной кислотой уже при жесткости 8 мгэкв/л.

ПОДГОТОВКА ЗЕРНА

Все виды зерна, поступающего в производство, очищают от пыли, земли, камней, металлических и других примесей. Зерно, предназначенное для приготовления солода, освобождают также от щуплых зерен, половинок и семян сорных растений.