Folosirea Enzimelor și a Microorganismelor la Prepararea Spirtului

MATERIILE PRIME

Materiile prime folosite pentru fabricarea alcoolului prin fermentatie se clasifica astfel:

1. Materii prime amidonoase:

- cereale: porumb, grau, secara, orz etc.

- radacini si tuberculi: cartofi, radacini de manioc, tuberculi de batate

2. Materii prime zaharoase:

- sfecla si trestie de zahar

- melasa din sfecla si trestie;

3. Materii prime celulozice:

- deseuri din lemn;

- lesii bisulfitice rezultate la fabricarea celulozei

4. Materii prime care contin inulina si lichenina

Cele mai utilizate materii prime sunt cerealele, cartofii si melasa. In continuare este prezentata compozitia chimica a principalele materii prime.

Tabelul 1

Compoziţia chimică a unor cereale folosite la fabricarea alcoolului

Componentul Porumb Secară Grâu Orz Ovăz

Umiditate, % 13,3 13,4 13,6 13,0 13,0

Substanţe extractive neazotate, % din care amidon 67,9

59,1 68,1

58,0 67,9

60,0 65,7

55,0 58,5

40,0

Proteine 9,6 12,9 12,4 11,8 10,9

Lipide, % 5,1 2,0 1,8 2,3 4,7

Celuloză, % 2,6 1,7 2,5 4,4 9,5

Substanţe minerale, % 1,5 1,9 1,8 2,8 3,4

Tabelul 2

Compoziţia chimică a cartofilor (valori medii)

Componentul %

Umiditate, % 75,0

Substanţe extractive neazotate, %

din care amidon, % 20,85

18,0

Proteine 2,0

Lipide, % 0,15

Celuloză, % 1,0

Substanţe minerale, % 1,0

Figura 1. Schema bloc a fabricării alcoolului din cereale şi cartofi (procedeu fără fierbere sub presiune DSA)

MATERIILE AUXILIARE

Materiile auxiliare sunt formate din: malţ verde, preparate enzimatice, săruri nutritive şi factori de creştere pentru drojdii, acid sulfuric pentru acidifiere, antispumanţi şi antiseptici, dezinfectanţi.

Malţul

Din punct de vedere al biotehnologiei interesează malţul verde care se obţine asemănător cu malţul pentru bere, dar durata de germinare este mai mare. Malţul se foloseşte pentru conţinutul său în - şi -amilază, enzime de lichefiere şi zaharificare a plămezilor. Din punct de vedere al calităţii, malţul verde se apreciază după:

- aspectul exterior;

- activitate -amilazică (unităţi SKB care reprezintă grame de amidon solubil, dextrinizat de către 1g malţ verde timp de 60 minute, la 20C în prezenţa unui exces de -amilază);

- activitate -amilazică (unităţi Windish-Kobach-WK) care reprezintă grame de maltoză rezultată prin acţiunea extractului provenit din 100 g malţ verde asupra unei soluţii de amidon solubil 2% în timp de 30 min la 20C şi pH 7,4.

Aprecierea malţului în funcţie de activitatea - şi -amilazică este arătată în tabelul 7.3.

Tabelul 7.3

Aprecierea calităţii malţului în funcţie de activitatea  şi -amilazică*

Calitatea malţului verde Activitate -amilazică (SKB) Activitate -amilazică (WK)

Excepţională - >450

Foarte bună 64 401-450

Bună 53-64 351-400

Satisfăcătoare 41-52 300-350

Nesatisfăcătoare <41 < 300

* - raportare la substanţă uscată

Necesarul de malţ verde se poate calcula cu relaţia:

în care: Mv este cantitatea de malţ verde necesară pentru 100 kg cartofi sau cereale, kg

Ca – cifra de amiloză, constantă specifică pentru fiecare tip de materie primă (Ca = 1054 pentru porumb şi Ca = 1,001 pentru grâu);

A -conţinutul în amidon al materiei prime, %;

- activitatea -amilazică a malţului verde, SKB.

Malţul verde se utilizează sub formă de lapte de slad, în care caz malţul verde se macină umed (în mori cu disc sau ciocane, cantitatea de apă folosită fiind 250-300 l/100 kg malţ verde). Laptele de slad se dezinfectează cu formalină 40% adăugată în proporţie de 150-200 ml/1000 l plămadă.

Preparatele enzimatice de origine microbiană

Preparatele enzimatice de origine microbiană care trebuie să conţină enzimele de degradare a amidonului la zaharuri fermentescibile, se pot utiliza în următoarele scopuri:

- pentru moderarea parametrilor tehnologici de prelucrare hidrotermică a materiilor prime în vederea zaharificării;

- pentru înlocuirea parţială a malţului;

- pentru înlocuirea totală a malţului.

În primul caz, preparatele enzimatice termostabile se folosesc pentru o lichefiere prealabilă tratării termice la parametrii maximi, respectiv se gelatinizează şi se fluidifică amidonul din materia primă la temperatură şi durată de fierbere mai mici decât atunci când nu se utilizează adaos de enzime. Preparatul enzimatic folosit este de tipul Termamyl-ului care acţionează la 90-92C pentru lichefiere, după care fierberea se face la temperaturi mai scăzute în care caz avem următoarele avantaje: economie de abur; randament mai mare în alcool.