Технологічні розрахунки в бродильних виробництвах

3) діяти в якості каталізатора бродіння (Ca ^{2 +,} Mg ^{2 +);}
4) викликати зміна смаку і кольору готового пива (Ca ^{2 +,} Mg ^{2 +,} Na ^+, Fe ^{2 +,} Fe ^{3 +,} НСО ₃ ^-, SO ₄ ^{2 -,} та ін);
5) викликати помутніння пива (Fe ^{2 +,} Fe ^{3 +,} Cu ^{2 +,} SiO ₃ ^{2 -).}
1.3.1. Основні розрахункові формули та довідкові матеріали
Оцінити якість води і визначити її придатність до використання в пивоварному виробництві можна за наступними показниками.
Жорсткість. Розчинені у воді солі кальцію і магнію характеризують її жорсткість. Жорсткість води виражається в мг-екв / л або ммоль / л. 1 мг-екв жорсткості відповідає змісту 20,04 мг Са ^{2 +} та 12,16 мг Mg ^{2 +} в 1 л води. 1 ммоль жорсткості відповідає змісту 40,08 мг Са ^{2 +} і 24,31 мг Mg ^{2 +} в 1 л води. Класифікація води по жорсткості наведена в таблиці 4.
Таблиця 4. Типи води відповідно до жорсткістю

Тип води	Жорсткість, мг-екв / л	Жорсткість, ммоль / л
Дуже м'яка	До 1,5	До 0,75
М'які	1,5-3	0,75-1,5
Середньої жорсткості	3-4,5	1,5-2,25
Досить жорстка	4,5-6	2,25-3
Жорстка	6-10	3-5
Дуже жорстка	Понад 10	Понад 5

Для приготування світлих сортів пива використовують в основному м'яку воду з карбонатної жорсткістю 0,8 мг-екв / л і некарбонатних 0,4-0,8 мг-екв / л. Для темного пива жорсткість води може бути вище: карбонатна 3-4,8 мг-екв / л, некарбонатних - незначна.
Лужність. Здатність води пов'язувати кислоти характеризується величиною лужності, тобто кількістю у воді іонів ОН ^-, СО ₃ ^{2 -,} НСО ₃ ^- і деяких інших аніонів слабких кислот. Лужність виражають у мг-екв / л.
Для оцінки якості води за лужності необхідно знати вміст у воді іонів Ca ^{2 +,} НСО ₃ ^-, СО ₃ ^{2 -,} ОН ^-. При одночасному їх присутності в заторі його рН встановлюється в залежності від їх кількісного співвідношення. Це співвідношення називається показник придатності води по лужності (П _щ).
Показник придатності знаходиться зі співвідношення
, (9)
де G _{З a} - вміст у воді іонів кальцію, мг-екв / л; Щ ₀ - загальна лужність, мг-екв / л.
Вода, що має П _щ <1, підвищує рН затору, а що має П _щ> 1 - знижує. При значеннях П _щ близьких до одиниці, вода вважається придатною для технологічних цілей.
Залишкова лужність. Оскільки іони Са ^{2 +} і Mg ^{2 +} здатні компенсувати негативний вплив вуглекислих солей, у воді для пивоваріння важливо враховувати не загальну кількість карбонатів, а то їх кількість, яка залишається у вільному стані після часткової компенсації іонами кальцію і магнію. Ця кількість називається залишковою лужністю і визначається за формулою
, (10)
де G _Mg - вміст у воді іонів магнію, мг-екв / л; інші позначення ті ж, що і у формулі (9).
Для світлих сортів пива використовують воду із залишковою лужністю не більше 0,54 мг-екв / л.
Ставлення іонів Са ^{2 +} / Mg ^{2 +.} У пивоварінні звертають увагу не тільки на загальний вміст іонів кальцію та магнію у воді, але і на їх відношення. При цьому перевага віддається іонів Са ^{2 +,} а іони Mg ^{2 +} можуть міститися в мінімальних кількостях або навіть повністю відсутній. Відношення концентрації іонів кальцію та магнію у воді розраховується в мг-екв / л. Граничне значення відношення 1:1. Оптимальне - 4:1. При значеннях відношення Са ^{2 +} / Mg ^{2 +} нижче граничного пиво може мати неприємний смак.
Вміст іонів, що впливають на технологічний процес і органолептичні показники пива. Додаткові вимоги за іонним складом води встановлені технологічною інструкцією з водопідготовки для виробництва пива і безалкогольних напоїв (ТІ 10-5031536-73-90).
Таблиця 5. Вимоги до якості води у пивоварінні

Показник	Значення	Показник	Значення
рН	6,0-6,5	Магній, мг / л	сліди
Окислюваність, мг О 2 / л	2	Марганець, мг / л	0,1
Лужність, мг-екв / л	0,5-1,5	Мідь, мг / л	0,5
Загальна жорсткість, мг-екв / л	2-4	Цинк, мг / л	5,0
Катіони:		Аніони:
Алюміній, мг / л	0,5	Нітрати, мг / л	10
Залізо (сумарно), мг / л	0,1	Нітрити, мг / л	0
Кальцій, мг-екв / л	2-4	Сульфати, мг / л	100-150
Кремній, мг / л	2	Хлориди, мг / л	100-150

1.3.2. Завдання та задачі
1. Вода містить 150 мг / л іонів кальцію і 40 мг / л іонів магнію. Розрахувати її кальцієву і магнієву твердість в мг-екв / л і ммоль / л. Визначити загальну жорсткість води і віднести воду до певного типу за жорсткості.
2. Загальна жорсткість води становить 5,2 мг-екв / л, вміст іонів магнію в ній 20 мг / л, а загальна лужність 3,4 мг-екв / л. До якого типу жорсткості стосується ця вода? Розрахувати придатність води по лужності. Для приготування яких сортів пива цю воду можна використовувати без попередньої водопідготовки?
3. Вода містить 50 мг / л іонів кальцію і 10 мг / л іонів магнію, а загальна лужність її становить 4 мг-екв / л. Який вплив ця вода буде чинити на смакові якості пива? До якого типу жорсткості стосується ця вода?
1.3.3. Приклад
Вода містить 280 мг / л іонів кальцію і має загальну лужність 17,5 мг-екв / л. Скільки мл соляної кислоти концентрацією 37% і густиною 1,19 г / см ³ потрібно додати до 1 м ³ такої води, щоб довести показник придатності за лужності до одиниці?
Рішення. Кальцієва жорсткість води становить
мг-екв / л.
Придатність за лужності обчислимо за формулою (9).
.
Перевищення лужності над вмістом іонів кальцію складає
17,5 - 13,97 = 3,53 мг-екв / л.
Для того щоб довести показник придатності води по лужності до одиниці, необхідно надлишок лужності нейтралізувати кислотою. Оскільки речовини реагують в еквівалентних кількостях, для зв'язування лужності потрібно
3,53 ∙ 36,5 = 128,845 мг соляної кислоти,
де 36,5 - еквівалент соляної кислоти.
Товарна соляна кислота містить 37% НСl, тобто буде потрібно
мг кислоти.
Необхідний обсяг кислоти на нейтралізацію надлишкової лужності в 1 л води становитиме
мл, тобто 292 мл на 1 м ^3.

1.4. Контрольні завдання та задачі
1. Визначити середньозважену вологість і засміченість зерна, якщо на склад надійшли наступні партії зерна:

Маса партії, кг	Варіант
	W i%	C i,%	W i%	C i,%	W i%	C i,%	W i%	C i,%
	1		2		3		4
4000	14,0	0,5	15,0	1,2	14,8	0,8	13,2	1,0
2000	13,5	1,0	14,0	1,0	14,0	0,7	14,2	0,5
1500	14,5	0,8	14,5	1,5	15,0	0,5	14,8	0,8
1800	14,2	1,2	15,3	1,7	13,7	1,0	14,5	1,2
	5		6		7		8
1000	14,8	0,8	13,2	1,0	15,0	1,0	14,5	0,5
4500	14,0	0,7	14,2	0,5	13,7	0,8	14,2	0,7
1500	15,0	0,5	14,8	0,8	14,2	0,5	14,4	1,0
2000	13,7	1,0	14,5	1,2	14,0	1,1	13,7	0,9
2000	13,5	1,5	14,0	1,3	14,7	0,6	15,6	2,0
	9		10		11		12
3000	14,5	0,2	14,0	1,0	14,0	0,5	15,0	1,2
3500	15,0	0,4	14,2	1,2	13,5	1,0	14,0	1,0
2500	15,2	1,0	14,7	1,4	14,5	0,8	14,5	1,5
4000	13,9	0,5	14,9	0,8	14,2	1,2	15,3	1,7
	13		14		15		16
1700	15,0	1,0	14,8	0,8	13,2	1,0	15,0	0,9
1200	13,7	0,8	14,0	0,7	14,2	0,5	14,5	0,8
2100	14,2	0,5	15,0	0,5	14,8	0,8	14,2	1,0
1500	14,0	1,1	13,7	1,0	14,5	1,2	15,1	1,1
1500	14,7	0,6	13,5	1,5	14,0	1,3	14,8	1,2
	17		18		19		20
10000	15	0,4	14,0	1,0	14,5	0,5	14,6	0,7
15000	14,5	0,5	14,2	1,2	14,2	0,7	14,8	0,9
8500	14,8	0,9	14,7	1,4	14,4	1,0	14,2	0,5
7000	15,5	1,2	14,9	0,8	13,7	0,9	15	1,0

2. Визначити збиток маси зерна і масу зерна після зберігання, якщо вихідна маса (М), вологість і засміченість зерна (W, С), а також вологість і засміченість його після зберігання (W _1, С ₁₎ наведені в таблиці.

М, кг	Варіант
	1-4		1		2		3		4
	W,%	С,%	W 1,%	З 1,%	W 1,%	З 1,%	W 1,%	З 1,%	W 1,%	З 1,%
200	14,2	1,0	13,5	0,8	14,0	1,5	13,0	0,4	14,6	0,6
	5-8		5		6		7		8
450	15,5	0,6	15,7	0,8	13,2	0,5	13,7	0,4	15,0	1,0
	9-12		9		10		11		12
600	17,0	1,2	13,1	1,0	14,0	0,5	12,5	1,5	14,5	0,9
	13-16		13		14		15		16
750	14,0	2,0	12,0	1,5	14,7	0,5	13,5	1,2	12,7	1,0
	17-20		17		18		19		20
1550	15,0	1,7	14,3	1,5	13,5	1,0	14,0	1,3	15,2	0,9

3. Відома загальна лужність води та вміст у ній іонів Ca ^{2 +} і Mg ^{2 +} (див. таблицю).
1) Розрахувати кальцієву і магнієву твердість води в мг-екв / л і ммоль / л.
2) Розрахувати загальну жорсткість у мг-екв / л і ммоль / л; віднести воду до певного типу жорсткості.
3) Розрахувати показник придатності води по лужності і зробити висновок про вплив даного типу води на рН затору.
4) Розрахувати відношення іонів Ca ^{2 +} / Mg ^{2 +} і зробити висновок про вплив води на смакові якості пива.
5) Для виробництва яких сортів пива можна використовувати цю воду без попередньої водопідготовки?

Варіант	Зміст, мг / л		Щ о, мг-екв / л	Варіант	Зміст, мг / л		Щ о, мг-екв / л
	Ca 2 +	Mg 2 +			Ca 2 +	Mg 2 +
1	225	40	8	11	150	40	2
2	120	5	4	12	100	20	1
3	120	25	8	13	30	25	5
4	90	5	5	14	215	50	7
5	75	18	6	15	150	60	10
6	7	2	0,5	16	50	10	12
7	200	60	5,5	17	45	45	3,5
8	16	3	0,8	18	60	45	4,7
9	40	20	17,5	19	57	17	2,9
10	60	30	14	20	48	23,5	2,2

4. Вода має такі показники (див. таблицю). Розрахувати обсяг кислоти, який потрібно внести для виправлення лужності води (в мл на 1 м ^3).

Варіант	Показники якості води		Показники кислоти, застосовуваної для виправлення лужності
	Зміст Са 2 +, мг / л	Щ о, мг-екв / л	назва	концентрація,%	щільність, г / см 3
1	150	10	соляна	37	1,19
2	200	12
3	265	17
4	180	10
5	257	14
6	130	7
7	165	10	молочна	40	1,1
8	230	12
9	320	17,5
10	180	10
11	270	14
12	117	7
13	150	10	сірчана	98	1,8
14	200	12
15	280	17,5
16	180	10
17	250	14
18	120	7
19	50	3,2
20	120	7,5

2. ТЕХНОЛОГІЯ солодове виробництво
Основними стадіями виробництва пивоварного солоду є: вторинна очистка і сортування ячменю, замочування, пророщування зерна, сушіння свежепроросшего солоду, видалення паростків та витримування сухого солоду.
2.1. Технологічні розрахунки на стадії замочування
Мета замочування полягає у видаленні пилу і легких бур'янистих домішок, дезінфекції зерна та активізації життєвих процесів в зерні. Замочування здійснюється одним з наступних способів: повітряно-водяне, зрошувальне, повітряно-зрошувальне, замочування в безперервному струмі води і повітря, замочування з тривалими паузами повітряними і перезамачіваніе.
2.1.1. Основні розрахункові формули та довідкові матеріали
Приблизний обсяг замкового чана можна встановити з умови, що на 1 т замочуємо ячменю потрібно 2,2-2,4 м ³ об'єму апарату. Більш точно обсяг замкового апарата можна визначити за формулою
, (11)
де G - маса одночасно замочуємо ячменю, кг; ρ - насипна щільність зерна, кг / м ^3; 1,5 - коефіцієнт, що враховує збільшення обсягу ячменю до кінця замочування на 40-50% і необхідний запас місткості апарату (5-10%) щоб уникнути викиду зерна і води при митті і перекачуванні зерна.
За додатком 2 добирають необхідний замкової апарат і визначають його геометричні розміри. Якщо місткість одного апарату недостатня, беруть до установки кілька замкових апаратів. При цьому в кожному порядку апаратів передбачають 1 запасний апарат.
Зразкова витрата води та стисненого повітря на замочування знаходять, користуючись додатками 3 і 4, в залежності від способу замочування. Витрата повітря визначають при нормальному тиску (0,1 МПа). Перерахунок обсягу стисненого повітря робочого тиску на об'єм при нормальних умовах ведуть за формулою
, (12)
де V _р - обсяг споживаного стисненого повітря при робочому тиску, м ^3; ρ _р і ρ _н - густина повітря відповідно при робочому і нормальному тиску, кг / м ^3; τ - тривалість операції, ч.
2.1.2. Завдання та завдання
1. Розрахувати і підібрати замкової чан для одновремного замочування 7 т ячменю на добу. Визначити приблизний витрата води на замочування. Замочування повітряно-водяне, тридобовий. Середня натура переробляється ячменю 650 кг / м ^3.
2. В умовах завдання 1 розрахувати приблизний витрата води на замочування зерна при повітряно-зрошувальному замочуванні і при замочуванні в безперервному струмі води і повітря.
3. Графік проведення повітряно-водяного замочування наведено в таблиці. Визначити приблизний витрата повітря на проведення замочування. Розрахунок провести при нормальному тиску на 1 т замочуємо зерна.
4. На мийку 24 т ячменю витрачено 120 м ³ стисненого повітря тиском 0,15 МПа. Перерахувати цей обсяг на об'єм при нормальному тиску і порівняти з нормативним. Тривалість продувки зерна під час миття склала 20 хв.
5. Замковий відділення для тридобового повітряно-водяного замочування ячменю обладнано 4 замковими чанами ємністю 30 м ^3. Визначити добовий витрата води у відділенні.
6. Замочування ячменю проводиться за графіком, наведеним у таблиці. Як зміниться витрата свіжої води на замочування, якщо на первинну мийку зерна використовувати замкову воду, зливаємо з апаратів після водяного замочування?
2.2. Визначення витрати повітря на провітрювання зерна
Пророщують ячмінь в ящикових солодовня типу «пересувна грядка», барабанних солодовня, безперервних і статичних солодорастільних установках. Обов'язковою умовою солодоращения є підведення до проростає зерно необхідної кількості кондиціонованого повітря і відведення діоксиду вуглецю, що утворюється при диханні зерна. Крім того, зерно необхідно періодично ворушити щоб уникнути злежування і зрощення корінців.

2.2.1. Основні розрахункові формули та довідкові матеріали
Для визначення кількості кондиціонованого повітря, який необхідно подати до солодовню, складають тепловий баланс солодовні (див. таблицю 6).
Таблиця 6. Тепловий баланс солодовні

Прихід тепла	Витрата тепла
Тепло, що вноситься в апарат з замоченим зерном, кДж Q 1 = М зя c зя t 1	Тепло, що виноситься з апарату з солодом, кДж Q 5 = М пс c пс t 2
Тепло, що виділяється при пророщуванні зерна, кДж Q 2 = q М пд	Тепло, що виноситься з апарату відпрацьованим повітрям, кДж Q 6 = LI про
Теплота самого апарату при завантаженні, кДж Q 3 = М а c а t 1	Теплота самого апарата при вивантаженні, кДж Q 7 = М а c а t 2
Тепло, що вноситься в апарат з повітрям, кДж Q 4 = LI до	Втрати тепла в навколишнє середовище, кДж Q 8 = a F D t t

У таблиці прийняті наступні позначення:
М _зя і М _пс - маса замоченого ячменю і свежепроросшего солоду, кг;
t ₁ і t ₂ - температура зерна при завантаженні і солоду при вивантаженні, ° С;
з _зя і з _пс - питома теплоємність зерна та солоду, кДж / (кг × К);
q - питома кількість теплоти, що виділяється при пророщуванні зерна на 1 кг втрат сухих речовин, кДж; при наближених розрахунках q = 17982 кДж / кг; для точних розрахунків кількості виділюваної теплоти використовують формулу професора І.Я. Веселова
,
де a, b, c - кількість ячменю, солоду і паростків, кг; q _a, q _b, q _c - теплота згоряння ячменю, солоду і паростків; для деякого певного сорту ячменю ці величини відповідно становлять 17848, 17940 і 18422 кДж / кг ;
М _пд - втрати сухих речовин на дихання при пророщуванні, кг;
М _а - маса частин апарату (барабана або ящика), що нагріваються при солодоращении, кг;
С _а - питома теплоємність матеріалу апарату, кДж / (кг × К);
I _до і I _о - ентальпія кондиціонованого та відпрацьованого повітря, кДж / кг;
L - витрата повітря на провітрювання солоду, кг;
a - коефіцієнт тепловіддачі від поверхні солоду на навколишнє середовище (або від поверхні барабана для барабанних солодовен), 25,12 Вт / (м ² × год × К).
F - площа поверхні барабана або відкритої поверхні солоду в ящиках, м ^2;
D t - різниця температур солоду і повітря в приміщенні солодовні, ° С;
t-тривалість пророщування солоду, ч.
Отже, рівняння теплового балансу пневматичної солодовні буде мати вигляд
Q ₁ + Q ₂ + Q ₃ + LI _к = Q ₅ + LI _о + Q ₇ + Q _8.
Так як теплота апарату при розвантаженні Q ₇ мало відрізняється від спеки його при завантаженні Q _3, виключимо ці складові і вирішимо рівняння відносно L. У результаті отримаємо
. (13)
2.2.2. Приклад
Розрахувати зразкова витрата повітря на провітрювання 16 т ячменю в солодівні з пересувною грядкою при наступних умовах: вологість вихідного (очищеного) ячменю 13,5%, вологість замоченого ячменю 45%, вологість свежепроросшего солоду 44%, температура замоченого ячменю 12 ° С, кінцева температура свежепроросшего солоду 15 ° С, середня температура солоду 16 ° С, температура повітря в солодівні 14 ° С, висота шару замоченого зерна 0,6 м, тривалість пророщування солоду 8 діб. Параметри кондиціонованого і відпрацьованого повітря наведено в таблиці 7.
Таблиця 7. Параметри кондиціонованого і відпрацьованого повітря

Параметри	Повітря
	кондиціоноване	відпрацьований
Температура, ° С	12	16
Вологість,%	98	84

Рішення. Масу сухих речовин сортованого ячменю можна розрахувати за формулою
, (14)
де М _я - маса сортованого ячменю, кг; W _я - маса води, що міститься в ячмені, кг.
При вологості сортованого ячменю 13,5% маса сухих речовин у ньому становитиме
кг.
Сумарні втрати сухих речовин при замочуванні (П _з) складаються із втрат на сплав (1%) і на вилуговування (0,6%), тобто становлять 1,6%. Тому маса сухих речовин в ячмені після замочування
кг. (15)
Маса замоченого ячменю
кг, (16)
де W _зя - вологість замоченого ячменю,%.
Втрати сухих речовин на дихання (П _д) при пророщуванні становлять 5,7%, тому маса втрат на дихання буде
кг. (17)
Звідси маса сухих речовин свежепроросшего солоду
кг, (18)
а маса свежепроросшего солоду при вологості його 44%
кг. (19)
Для розрахунку тепла, внесеного в солодовню з замоченим зерном, необхідно визначити питому теплоємність зерна. Питому теплоємність всякого вологого продукту можна визначити як середньозважену величину питомих теплоємностей сухих речовин даного продукту і води за формулою
, (20)
де з ^СВ і с _в - питома теплоємність сухих речовин і води відповідно, кДж / (кг ∙ К); Х - масова частка сухих речовин у вологому продукті.
Питома теплоємність сухих речовин зерна або солоду для ячменю, вівса, проса та жита становить 1,423 кДж / (кг ∙ К), для пшениці 1,51 кДж / (кг ∙ К). Питома теплоємність води становить 4,19 кДж / (кг ∙ К). Підставивши всі необхідні значення у формулу (20), знайдемо
кДж / (кг ∙ К).
Тепло, що вноситься до солодовню з замоченим зерном
кДж.
Аналогічно розрахуємо питому теплоємність свежепроросшего солоду і тепло, що виноситься з солодовні зі свежепроросшім солодом:
кДж / (кг ∙ К);
кДж.
Тепло, що виділяється при пророщуванні солоду, становить
кДж.
Втрати тепла в навколишнє середовище відбуваються переважно з відкритої поверхні солоду. Площа відкритої поверхні солоду можна прийняти приблизно рівної площі сит солодовні. Замочений ячмінь буде мати обсяг
м ^3,
де 660 - об'ємна маса замоченого ячменю, кг / м ³ (див. додаток 1).
Висота шару замоченого зерна за умовою становить 0,6 м, отже, замочений ячмінь займатиме площу F = 37,5 / 0,6 = 62,5 м ^2. Звідси втрати тепла в навколишнє середовище складуть
кДж.
Ентальпію кондиціонованого і відпрацьованого повітря можна визначити за формулою
, (21)
де з _ВЗД - питома теплоємність абсолютно сухого повітря (1,005 кДж / (кг ∙ К)); з _п - питома теплоємність водяної пари (1,88 кДж / (кг ∙ К)); t - температура повітря, ° С; x - вологовміст вологого повітря, кг / кг (визначається по діаграмі I - x або за додатком 5); r - теплота випаровування води при 0 ° С (2500 кДж / кг); φ - відносна вологість повітря, частки одиниці.
Підставивши відповідні значення для кондиціонованого і відпрацьованого повітря, отримаємо:
I _к = 1,005 × 12 + 1,88 × 12 × 0,0089 × 0,98 + 2500 × 0,0089 × 0,98 = 34,06 кДж / кг;
I _о = 1,005 × 16 + 1,88 × 16 × 0,01159 × 0,84 + 2500 × 0,01159 × 0,84 = 40,71 кДж / кг.
Всі обчислені значення підставляємо у вираз (13)
кг.
Об'ємна витрата повітря за весь період солодоращения складе
м ^3,
де 1,239 - густина повітря при нормальному тиску і температурі 12єС, кг / м ^3.
При восьмісуточном пророщуванні провітрювання солоду проводиться протягом 6,5 діб, тобто питома часовий витрата повітря на провітрювання складе
м ³ / ч.
2.3. Визначення показників роботи солодовні
При виробництві солоду неминучі технологічні втрати. Із-за великих змін, яких зазнає обсяг і маса зерна в процесі переробки на солод, втрати сухих речовин складно враховувати. Зазвичай втрати при солодоращении обчислюють за різницею між масою сортованого ячменю, що надходить на замочування, і масою готового витриманого солоду. Ці втрати можна умовно розділити на істинні і здаються. Удавані втрати виникають через різницю у вологості ячменю і готового солоду. Справжні втрати - це втрати на сплав, вилуговування, дихання та освіта паростків.
Кількість втрат залежить від сорту вироблюваного солоду, якості вихідного зерна, режиму замочування і пророщування.
2.3.1. Розрахункові формули та довідкові матеріали
Сумарні втрати при солодоращении
, (21)
де М _я і М _нд - маса сортованого ячменю та витриманого солоду відповідно, кг.
Справжні втрати визначають продуктовим розрахунком або враховуючи сухі речовини сортованого ячменю і готового солоду:
. (22)
Втрати можна також визначити як різницю між 100% і виходом солоду на суху речовину (У ^СВ), який розраховується за формулою
, (23)
де W _я і W _нд - відповідно вологість сортованого ячменю і готового витриманого солоду,%.
Оцінити якість роботи солодовні можна, порівнюючи плановий вихід солоду з фактичним, розрахованого по рівнянню (23). Плановий вихід солоду визначається за формулою
, (24)
де В ^СВ _баз - базисний вихід солоду на суху речовину, прийнятий при крупності ячменю 60%, масовій частці білкових речовин в ячмені 11,0% на суху речовину і тривалості пророщування 7 діб (87,6%); Δ С _до - уточнення на якість сортованого ячменю,%; Δ З _п - уточнення на тривалість солодоращения,%. Поправки Δ С _до і Δ З _п визначають за таблицями 8 і 9.
Таблиця 8. Уточнення базисного виходу солоду на якість
сортованого ячменю

Вміст білка,% СВ	D З к (%) при крупності ячменю,%
	40-50	51-59	60-64	65-70	71-85	86-90
9,0-10,5	-0,4	-0,1	+0,1	+0,3	+0,5	+0,6
10,6-11,4	-0,5	-0,2	0	+0,2	+0,4	+0,5
11,5-12,0	-0,6	-0,3	-0,1	+0,1	+0,3	+0,4
12,1-13,5	-0,7	-0,4	-0,2	-0,1	+0,1	+0,2

Таблиця 9. Уточнення базисного виходу солоду на
тривалість пророщування

D З п (%) при тривалості пророщування, діб
5	6	7	8
+1,5	+1	0	-0,8

2.3.2. Приклад
Визначити загальні, що здаються і справжні втрати при солодоращении, якщо за звітний період було перероблено 5000 кг ячменю вологістю 14,2% і крупністю 65% і отримано 3900 кг готового солоду вологістю 5%. Вміст білка у вихідному ячмені становило 11,6%. Солодоращении восьмісуточное.
Рішення. Загальні втрати визначаємо за формулою (21)
кг.
Справжні втрати знаходимо як різницю між масою сухих речовин сортованого ячменю і готового солоду
кг.
Таким чином, здаються втрати становлять
кг.
Вихід солоду на суху речовину за звітний період знайдемо за формулою (23)
%,
тоді втрати сухих речовин складуть %.
Плановий вихід солоду встановимо за формулою (24) з урахуванням поправок, знайдених за таблицями 8 і 9:
%.
Порівняння планового і фактичного виходів солоду дає можливість встановити, що за звітний період солодівні вироблено солоду менше на 0,54%.
2.4. Контрольні завдання та задачі
1. Визначити вихід свежепроросшего солоду з сортованого ячменю при наступних вихідних даних:

Параметр	Варіант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
W я,%	14	14,5	15	15,5	14,8	10	12	12,5	14,2	10,5
W зя,%	43		45		46		47		48
W пс,%	42		43		44		44,5		45
М я, т	20				25				28
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
W я,%	11	11,5	13	13,5	13,8	16	14	13,5	14,7	13
W зя,%	43		45		44		45		43
W пс,%	42		43		42		43		42
М я, т	28		35				18

2. Визначити приблизний витрата повітря на провітрювання зерна в солодівні з пересувною грядкою в умовах завдання 1. Додаткові дані для розрахунку наведені в таблиці.

Параметри	Варіант
	1-5	6-10	11-15	16-20
Параметри кондиціонованого повітря
Температура, ° С	12
Вологість,%	98		99
Об'ємна маса, кг / м 3	1,23
Параметри відпрацьованого повітря
Температура, ° С	16		17
Вологість,%	85		82
Температура замоченого ячменю, ° С	12	11	13	14
Кінцева температура солоду, ° С	15		16
Середня температура солоду, ° С	16		17
Температура повітря в солодівні, ° С	14		16
Висота шару замоченого зерна, м	0,5	0,6	0,7	0,8
Тривалість пророщування, діб	8

3. Визначити загальні, що здаються і справжні втрати при солодоращении за даними, наведеними в таблиці. Оцінити якість роботи солодовні.

Вар.	Вихідний ячмінь				Готовий солод		Тривалість солодоращения, діб
	М я, кг	W я,%	Крупність,%	Білок, % СВ	М нд, кг	W нд,%
1	2000	14,2	60	11	1600	4,8	8
2		15	63	11,4		5	7
3		13,2	56	12,1		4,5	7
4		14	66	9,5		4	7
5	4500	14,5	68	10	3500	4,3	7
6		14,8	71	10,5		4,5	8
7		15	54	9		5	8
8		14,5	66	11,7		5,2	8
9	8000	14,1	68	12	6120	4,5	6
10		13,5	75	12,5		5	6
11		13,2	58	11,8		5,3	6
12		14,3	60	11,5		5,5	5
13	5600	14	67	12,2	4200	6	5
14		14,5	59	12,3		4,9	6
15		13,9	69	9,8		5,1	7
16		14,5	65	10,1		5,7	7
17	12 000	14,4	72	9,7	9500	5,2	8
18		14,1	70	10,4		4,8	8
19		13,5	71	12		5,8	7
20		14	77	11,2		6	7

3. ТЕХНОЛОГІЯ пивоварного виробництва
3.1. Технологічні розрахунки на стадії затирання
Суміш зернопродуктів з водою називається затором, маса зернопродуктів, завантажувана в заторний апарат, - засинаючи, кількість води, що витрачається на приготування затору - наливом. Відношення маси засипу до загальної кількості води, використовуваної на затирання, називають гідромодуль. Практично гідромодуль становить від 1:3,5 до 1:4.
Затирання проводиться настойним або отварочним способом. Іноді використовують спеціальні способи затирання. Їх застосовують з метою збільшення виходу екстрактивних речовин, зниження кінцевої ступеня зброджування або поліпшення якості пива.
3.1.1. Основні розрахункові формули та довідкові матеріали
Рецептури засинаючи деяких сортів пива наведені в додатку 6. Об'єм води (в л на 100 кг зернопродуктів), необхідної для приготування затору, можна визначити за формулою
, (25)
де Е - екстрактівность лабораторного сусла,%; В - бажана концентрація першу сусла,%.
Початкову температуру затору, встановлюються після змішування солоду і води, обчислюють за рівнянням теплового балансу
, (26)
де Q _с, Q _в і Q _з - відповідно теплота солоду (зернопродуктів), води і затору, кДж.
Рівняння (26) можна переписати у вигляді

і висловити з нього температуру затори:
, (27)
де М _с, М _у і М _з - відповідно маса солоду (зернопродуктів), води і затору, кг; t _с, t _в і t _з - відповідно температура солоду, води і затору, ° С; з _с, с _в, з _з - відповідно питома теплоємність солоду, води і затору, кДж / (кг ∙ К).
Питому теплоємність солоду, несоложеним зернопродуктів і затору можна обчислити за рівнянням (20).
Витрати пари відомих параметрів (температури, тиску) на приготування затору можна також визначити, користуючись рівняннями теплового балансу. Наприклад, кількість тепла, необхідну для нагріву заторно маси до деякої температури, можна визначити за формулою
, (28)
де t ₁ і t ₂ - відповідно початкова і кінцева температури затору, ° С.
Якщо гріючий пар тільки конденсується, то кількість тепла, яке він віддає заторно масі, так само
, (29)
де G - витрата пари, кг; r - питома теплота пароутворення, кДж / кг.
У тому випадку, якщо конденсат охолоджується, кількість тепла, що передається заторно масі, буде
, (30)
де з _до - питома теплоємність конденсату при середній температурі між температурою насиченої пари і кінцевої температурою конденсату, кДж / (кг ∙ К); t _п - температура насиченої пари, ° С; t _кк - кінцева температура конденсату, ° С.
У разі приготування затору отварочним способом обсяг отваркі (V _отв) визначається за формулою
, (31)
де t ₁ - температура фази затирання, на яку планується перевести затор після повернення отваркі, ° С; t ₀ - температура основної частини затору, ° С; V _з - обсяг затору, дав (гол).
3.1.2. Приклади
Приклад 1. Розрахувати обсяг води, необхідний для приготування затору для Ризького пива, якщо одноразова засип становить 3000 кг, екстрактівность лабораторного сусла 72%, а бажана щільність перший сусла 15%. Яку початкову температуру буде мати затор, якщо солод на затирання надходить із температурою 12 ° С і змішується з водою, яка має температуру 56 ° С?
Рішення. За додатком 6 знаходимо, що засип для Ризького пива складається з 100% світлого ячмінного солоду. За формулою (25) визначаємо об'єм води в л на кожні 100 кг солоду
.
Далі за допомогою пропорції розраховуємо повний обсяг наливу (V _н)
л.
Питому теплоємність солоду, що має вологість 5% (див. додаток 1), визначаємо за формулою (20)
кДж / (кг ∙ К).
Для визначення теплоємності затору рівняння (20) запишемо у вигляді
, (32)
де з _с і _{з в} - відповідно питомі теплоємності солоду і води, кДж / (кг ∙ К); М _с, М _у і М _з - відповідно маса солоду, води і затору, кг.
У даному конкретному випадку для розрахунку питомої теплоємності затору зручніше оперувати масами, а не масовими частками. Підставивши необхідні величини в формулу (32), отримаємо
кДж / (кг ∙ К).
Звідси початкова температура затору
° С.
Приклад 2. Визначити витрату пари надлишковим тиском 0,245 МПа на затирання 3000 кг зернопродуктів в умовах завдання 1. Затирання проводиться настойним способом. Початкова температура води, використовуваної для затирання, 10 ° С. Теплоту, що віддається пором, розрахувати за умови, що утворюється конденсат охолоджується до 100 ° С.
Рішення. Тепло при проведенні затирання витрачається на нагрівання води до температури 56 ° С (Q ₁₎ і на прогрівання заторно маси від температури 52 ° С до 75 ° С (Q _2). Розрахуємо теплоти по рівнянню (28):
кДж.
кДж.
Оскільки утворюється конденсат охолоджується до 100 ° С, для визначення витрати пари скористаємося рівнянням (30). За довідковими таблицями (див. додаток 7) визначаємо, що питома теплота пароутворення для пара надлишковим тиском 0,245 МПа складає 2157,5 кДж / кг, а температура цього пара 137,4 ° С. Тоді потрібно визначити питому теплоємність конденсату при середній температурі (137,4 +100) ∙ 0,5 = 119 ° С. Вона становить 4,23 кДж / (кг ∙ К) (див. додаток 8). Звідси витрата пари на затирання складе
кг.
У перерахунку на кожні 100 кг затираємо зернопродуктів це складе
кг.
3.1.3. Завдання та задачі
1. Розрахувати склад засипу для Жигулівського пива, якщо загальна маса засипу становить 5500 кг.
2. Розрахувати обсяг води, необхідний для приготування затору в умовах задачі 1, якщо екстрактівность лабораторного сусла складає 73,5%, а бажана концентрація першу сусла 14%?
3. В умовах завдань 1 і 2 визначити початкову температуру затору, якщо зернопродукти надходять на затирання з температурою 12 ° С, а вода - з температурою 47 ° С. Які ферменти будуть активізуватися при цій температурі в заторі перш за все?
4. На затирання надходить 1500 кг зернопродуктів, які мають температуру 13 ° С. Яка повинна бути температура води, що подається до заторний котел, якщо гідромодуль затору 1:3,5, а початкова температура затору повинна становити 52 ° С?
5. Визначити загальний і питома витрата пари надлишковим тиском 0,245 МПа на приготування затору настойним способом в умовах задачі 4 за умови охолодження конденсату до 100 ° С. Початкова температура технологічної води 15 ° С.
6. Який обсяг затору необхідно відібрати на отварку після білкової паузи, якщо після повернення отваркі планується підняти температуру затору до 72 ° С? Обсяг затору 10,5 м ^3.
7. Розрахувати витрату пари надлишковим тиском 0,245 МПа на приготування затору одноотварочним способом. Одноразова засип 3000 кг, гідромодуль 1:4. Початкова температура технологічної води 15 ° С, температура солоду 12 ° С, початкова температура затору 52 ° С. Отварку відбирають після білкової паузи в кількості 45% від маси затору. Під час кип'ятіння отваркі випаровується 2% води. Розрахунок провести за умови, що конденсат пари, що гріє охолоджується до 100 ° С. ККД заторних апаратів 0,95.
3.2. Технологічні розрахунки на стадії кип'ятіння сусла з хмелем
При кип'ятінні сусла з хмелем цінні речовини хмелю переходять в розчин, відбувається інактивація ферментів, коагуляція білків, стерилізація сусла і збільшення його концентрації до заданої щільності. Процес кип'ятіння триває 1,5-2,5 год, за цей час масова концентрація сухих речовин у суслі зростає на 1,6-2%. Годинникова випаровування води становить 8-12% від загального обсягу сусла.
3.2.1. Основні розрахункові формули
Кількість сухих речовин у суслі до і після кип'ятіння є величиною постійною. Тому кількість випарувалася в процесі кип'ятіння води (W) знаходять з рівняння матеріального балансу
, (33)
де М - початкова маса сусла, кг (т); Х _н і Х _к - концентрація сусла на початку і наприкінці кип'ятіння, масові частки.
Висловимо з рівняння (33) масу испаренной води:
(34)
Для визначення витрати пари на кип'ятіння сусла користуються рівняннями теплового балансу (28-30).
Зернове сировина, що застосовується для виготовлення пива, не завжди володіє однаковим якістю, через що кожна наступна варіння дещо відрізняється від попередньої. Для вирівнювання якості сусла і пива використовують прийом змішування сусла одного сорту, але різних варок. Іноді змішують сусло з різною початковій екстрактивністю для коригування щільності. Матеріальний баланс у разі змішування сусла різної щільності буде мати вигляд
, (35)
де V ₁ і V ₂ - змішуються обсяги сусла, л; В ₁ і В ₂ - концентрації змішуються сусел,%; У ₃ - необхідна концентрація сусла,%.
3.2.2. Приклад
Початковий обсяг сусла в сусловарочному апараті 9,75 м ^3. Щільність сусла 1033,9 кг / м ^3. Початкова концентрація сухих речовин у суслі 9%; кінцева - 11%. Розрахувати витрату пари надлишковим тиском 0,245 МПа на кип'ятіння сусла, за умови, що конденсат пари, що гріє охолоджується до 100 ° С. Початкова температура сусла 68 ° С. ККД сусловарочному апарату 0,95.
Рішення. Визначимо масу води, що випаровується в процесі кип'ятіння, на рівняння (34)
кг.
Питому теплоємність сусла з концентрацією сухих речовин 9% визначимо за формулою (20)
кДж / (кг ∙ К).
Кількість тепла, необхідну для нагрівання сусла до температури кипіння, знаходимо за формулою (28)
кДж.
Кількість тепла, необхідну для випаровування води, знайдемо з рівняння (29)
кДж.
Витрата пари, що гріє визначимо за рівнянням (30)
кг.

3.2.3. Завдання та задачі
1. Визначити кількість води, випарювали при варінні сусла, якщо початкова концентрація сухих речовин 11%, кінцева - 13%, а кількість сусла в котлі на момент початку кип'ятіння становило 19,3 м ^3.
2. Кип'ятіння сусла тривало 2 ч. За цей час випарувалося 5062 кг води. Яка була початкова концентрація сусла, якщо готувалося Ризьке пиво? Початкова маса сусла 40493 кг.
3. У процесі кип'ятіння 9,75 м ³ сусла з концентрацією сухих речовин 13,6% було випарити 11% води. Яка концентрація сусла в кінці кип'ятіння?
4. Розрахувати витрату пари надлишковим тиском 0,3 МПа на варіння сусла для Березневого пива, якщо початкова концентрація сухих речовин у суслі 12,7%. Початкова температура сусла 70 ° С, початковий обсяг сусла в котлі 38,4 м ^3. Витрати пари визначити за умови, що конденсат охолоджується до 100 ° С.
5. Розрахувати витрату пари на приготування сусла для пива «Московське» в варочном агрегаті з одноразовою засип 3000 кг. Початкова температура холодної води 10 ° С, початкова температура затирання 52 ° С, спосіб затирання одноотварочний. Надмірний тиск пари 0,4 МПа, конденсат відводиться при температурі конденсації. Гідромодуль 1:4, витрата води на промивання пивної дробини 430 л на кожні 100 кг зернопродуктів.
6. Отримано 1567 дав сусла з вмістом сухих речовин 12,5%. Скільки води необхідно додати в сусло, щоб знизити його концентрацію до 12%?
7. Є 5200 дав сусла екстрактивністю 11%. Який обсяг сусла екстрактивністю 20% необхідно додати, щоб отримати сусло з вмістом сухих речовин 13,5%?
8. Яку концентрацію буде мати суміш 2000 дал сусла екстрактивністю 14% і 520 дав сусла екстрактивністю 11,5%?
9. Скільки води необхідно додати в сусло, отримане в задачі 3, якщо відомо, що готувалося Самарське пиво?
3.3. Визначення виходу екстракту у варочному цеху
  Під виходом екстракту розуміють кількість розчинних речовин, що перейшли у сусло з затертих зернопродуктів. У варочном цеху втрати сусла відбуваються в солодовою і хмельовий дробини, крім того, мають місце здаються втрати обсягу сусла в результаті його стиснення при охолодженні.
Для оцінки роботи варильного цеху визначають вихід екстракту за певний період і порівнюють його зі середньозваженої екстрактивністю витрачених зернопродуктів. Різниця між середньозваженою екстрактивністю сировини за даними лабораторії і виходом екстракту в варочном цеху повинна становити 1,6-2,2%. Більш високі втрати вказують на необхідність удосконалення технологічних процесів дроблення зернопродуктів, промивання дробини або затирання.
3.3.1. Розрахункові формули
Вихід екстракту в варочном відділенні розраховують за формулою
, (36)
де Е - вихід екстракту,%; V - обсяг гарячого сусла, л; В - масова частка сухих речовин у суслі,%; d - відносна щільність сусла при 20 ° С, кг / дм ^3; Р - маса витрачених зернопродуктів, кг; 0,96 - коефіцієнт, що враховує зменшення обсягу сусла при його охолодженні від 100 до 20 ° С і зміна обсягу за рахунок внесення хмелю та коагуляції білків.
Втрати екстракту обчислюють за різницею між масою екстрактивних речовин у затертих зернопродуктах і масовою часткою сухих речовин у суслі
, (37)
де П _е - втрати екстракту в варочном цеху, кг; Е _с - екстрактівность солоду на суху речовину,%, Р - кількість витраченого солоду, кг.
Втрати екстракту,%
. (38)
У разі використання в складі засипу значної кількості несоложеним зернопродуктів або спеціальних солодів екстракт, що вноситься з цими зернопродуктах враховують окремо. Якщо до складу засипу входить цукор, то при розрахунках його кількість віднімають:
, (39)
де S - маса цукру в складі засипу, кг.
3.3.2. Завдання та задачі
1. Розрахувати вихід екстракту в варочном цеху, якщо при затирання 1250 кг солоду отримано 8750 л гарячого сусла з вмістом сухих речовин 10,23% і відносною щільністю 1,041 кг / дм ^3.
2. Визначити втрати в варочном цеху, якщо з 3000 кг солоду з екстрактивністю 76% було отримано 15672 л гарячого сусла з вмістом сухих речовин 14% і відносною щільністю 1,057 кг / дм ^3.
3. Визначити втрати в варочном цеху при виготовленні сусла для Жигулівського пива, якщо для затирання було витрачено 1500 кг зернопродуктів та отримано 9915 л гарячого сусла концентрацією 11% і відносною щільністю 1,0399 кг / дм ^3. Екстрактівность використаного світлого солоду становила 75%, екстрактівность ячменю 72%.
4. Визначити вихід екстракту при виготовленні сусла для Самарського пива, якщо маса засипу становила 3000 кг. Було отримано 14520 л сусла концентрацією 14,5%.
3.4. Технологічні розрахунки на стадії зброджування
Класичний процес зброджування пивного сусла прийнято ділити на головне бродіння і доброджування. Під час головного бродіння зброджується основна кількість цукрів, що містяться в суслі, утворюється спирт, діоксид вуглецю і побічні продукти бродіння. При доброжуванні у молодому пиві зброджуються залишкові цукру, відбувається освітлення, дозрівання пива і насичення його діоксидом вуглецю.
3.4.1. Основні розрахункові формули
Про хід бродіння і кількості збродженого екстракту судять за ступенем зброджування. Розрізняють видиму і дійсну ступеня зброджування. Видима ступінь зброджування (СС _в) визначається за допомогою сахарометра. Так як свідчення сахарометра спотворюються через присутність спирту, ступінь зброджування називається видимою.
, (40)
де В - масова частка сухих речовин у початковому суслі,%; n - масова частка видимого екстракту в сбраживаемой суслі,%.
Дійсну ступінь зброджування (СС _д) визначають після відгону спирту і заміни відігнаного кількості спирту водою.
, (41)
де е - масова частка дійсного екстракту в сбраживаемой суслі,%.
Співвідношення між видимою та дійсної ступенем зброджування висловлює формула
. (42)
Робочий об'єм бродильного апарату визначається за формулою
, (43)
де V - корисна ємність бродильного апарату, дав; V _хс - обсяг холодного сусла, одержуваного з одного варіння, дав; k - кількість варок, направляються в один бродильний чан (k = 1ч4); 0,9 - коефіцієнт заповнення бродильного апарату суслом.
У ході головного бродіння виділяється тепло, кількість якого залежить від інтенсивності процесу бродіння. При зброджуванні 1 кг мальтози виділяється 613,8 кДж тепла. У кінці головного бродіння виробляють охолодження молодого пива перед його перекачуванням в апарати доброджування. Кількість теплоти, що необхідно при цьому відвести, можна розрахувати за рівнянням (28).
3.4.2. Завдання та задачі
1. Початкове сусло з концентрацією сухих речовин 11,2% на восьму добу бродіння мав масову частку видимого екстракту 4,5%, а дійсного екстракту - 5,75%. Розрахувати видиму і дійсну ступінь зброджування.
2. Московське пиво до моменту закінчення головного бродіння мав масову частку видимого екстракту 5,2%. Розрахувати видиму і дійсну ступінь зброджування пива.
3. Визначити необхідний обсяг апарату головного бродіння для одночасного зброджування сусла з двох варок Жигулівського пива. Одноразова засип зернової сировини 3000 кг.
4. Визначити кількість тепла, що виділяється в процесі зброджування 18,3 м ³ сусла від 12 до 5,5% сухих речовин.
5. Визначити кількість тепла, яке потрібно відвести від молодого пива при його охолодженні від 6 до 1,5 ° С. Обсяг пива 11 м ^3. Питома теплоємність молодого пива 4,006 кДж / (кг ∙ К), щільність молодого пива 1,02 кг / дм ^3.
3.5. Контрольні завдання та задачі
1. Умови проведення затирання наведені в таблиці. Визначити температуру води, що подається на приготування затору. Розрахувати загальний і питома витрата пари на затирання настойним і одноотварочним способом за умови, що утворюється конденсат охолоджується до 100єС. Умови відбору та кип'ятіння отваркі прийняти аналогічно завданню 7 (п 3.1.3). ККД заторних апаратів прийняти 0,95.

Вар.	Початкова температура затирання, єС	Температура технологічної води, єС	Маса засипу, т	Температура зернопродуктів, єС	Тиск пари, що гріє, МПа	Гідромодуль
1	37	10	0,5	12	0,245	1:4
2	42
3	45	12	1,0
4	52
5	37	15	1,5	13
6	42
7	45	18	2,0
8	52
9	37	10	3,0	14	0,3	1:3,5
10	42
11	45	12	4,0
12	52
13	37	15	5,5	15	0,4	1:4
14	42
15	45	18	7,0
16	52
17	37	10	7,0	16
18	42
19	45	15	8,5
20	52

2. Кип'ятіння сусла з хмелем проводиться в умовах, описаних в таблиці. Визначити кількість випарюють в процесі кип'ятіння сусла води і розрахувати витрату пари на технологічну операцію. Тиск пари, що гріє, умови відведення конденсату і ККД апаратів прийняти аналогічно завданню 1.

Вар.	Початкова концентрація сусла,%	Початкова температура сусла, єС	Сорт пива	Початковий обсяг сусла, м 3
1	11	70	Московське	2,89
2	10	68
3	12,5	70	Невське
4	13	68
5	12,1	65	Казанське	6,5
6	11,3	72
7	14	65	Святкове	6,5
8	14,5	72
9	6	70	Столове	9,75
10	6,8	68
11	18,2	70	Ленінградське
12	18	68
13	13,6	65	Подвійне золоте	19,3
14	14	72
15	18,1	65	Портер
16	18,5	72
17	11,7	70	Українське	38,4
18	11	75
19	15,5	70	Останкінське
20	15	75

4. Технології безалкогольних ВИРОБНИЦТВА
Основними способами приготування безалкогольних напоїв є об'ємно-змішувальний і синхронно-змішувальний. За об'ємно-змішувальний спосіб купажний сироп дозується в пляшки, які потім заповнюються газованою водою до номінального обсягу. За синхронно-змішувальний спосіб купажний сироп і деаерірованная вода змішуються в певних пропорціях в синхронно-змішувальної установки й потім насичуються вуглекислим газом. Напої, приготовлені синхронно-змішувальним способом, мають більш стабільними фізико-хімічними показниками і більш високою стійкістю.
4.1. Розрахунок компонентів цукрового сиропу і кольору
Цукровий сироп входить до складу купажів безалкогольних та слабоалкогольних напоїв, товарних сиропів, квасу. Розрізняють білий і інвертний сахрний сироп. Білий цукровий сироп являє собою концентрований водний розчин сахарози. У безалкогольному виробництві використовують сироп з концентрацією сухих речовин 60-65%. Інвертний цукровий сироп містить, крім сахарози, інвертний цукор (суміш еквімолекулярних кількостей глюкози і фруктози). Інвертування цукрового сиропу проводять при температурі 70 ° С у присутності органічних кислот, наприклад, лимонної. Для варіння цукрового сиропу дозволяється використовувати промивні води, що містять цукор, і чистий шлюб напоїв.
Колер - це водний розчин карамелізований сахарози. Його використовують для підфарбовування товарних сиропів, безалкогольних напоїв та квасу. Колер готують при температурі 180-200 ° С в колероварочних котлах з електрообігрівом. Для плавлення цукру додають 2% води, після розплавлення цукру і побуріння маси вносять додатково 8% води від маси цукру. Вміст сухих речовин у готовому колере не менше 70 ± 2% масових.
4.1.1. Приклади
Приклад 1. Розрахувати витрату компонентів на приготування 500 л цукрового сиропу концентрацією 65%, якщо при варінні сиропу випаровується 10% води.
Рішення. За додатком 10 знаходимо, що цукровий сироп концентрацією 65% при 20єС має відносну щільність 1,319. Маса 500 л такого сиропу складе 500 ∙ 1,319 = 659,5 кг. Відповідно до заданої концентрацією 100 кг сиропу повинні містити 65 кг цукру і 35 кг води, а в перерахунку на 500 л
659,5 ∙ 0,65 = 428,675 кг цукру,
659,5-428,675 = 230,825 кг води.
Оскільки товарний цукор-пісок має вологість 0,15%, фактично цукру необхідно задати
кг.
Води з урахуванням втрат на випаровування потрібно 230,825 ∙ 1,1 = 253,9 кг.
Приклад 2. Розрахувати витрата компонентів на приготування 100 кг колера з вмістом сухих речовин 70%, якщо втрати при варінні колера становлять 28% від маси сухих речовин цукру.
Рішення. 100 кг готового колера з вмістом сухих речовин 70% буде містити 70 кг сухих речовин. З урахуванням втрат при варінні необхідно задати сухих речовин 70 ∙ 1,28 = 89,6 кг. При вологості цукру 0,15% його знадобиться
кг.
Води потрібно 10% від маси цукру, тобто 89,73 ∙ 0,1 = 8,97 кг.

4.1.2. Завдання та задачі
1. Розрахувати витрата компонентів на приготування 650 л цукрового сиропу концентрацією 62%. Втрати води при варінні сиропу прийняти 10%.
2. Для варіння цукрового сиропу з концентрацією сухих речовин 65% планується використовувати чистий шлюб напою з вмістом сухих речовин 6% в кількості 25 л. Скільки цукру і води потрібно задати в сіроповарочний котел, якщо обсяг приготавливаемого сиропу 100 л?
3. Для варіння цукрового сиропу з концентрацією сухих речовин 62,5% застосовують промивні води з вмістом сухих речовин 3,2% в кількості 16 л. Скільки цукру і води потрібно задати в сіроповарочний котел якщо обсяг приготавливаемого сиропу 250 л?
4. Розрахувати витрата компонентів на приготування 125 кг колера з вмістом сухих речовин 71,5%. Втрати сухих речовин при варінні колера прийняти 28%.
5. На варіння колера взято 100 кг цукрового піску вологістю 0,15%. Розрахувати вихід готового колера в кг, якщо він становить 105% від кількості сухих речовин цукру. Яка буде концентрація сухих речовин у готовому колере, якщо втрати при варінні становлять 28%?
4.2. Розрахунок компонентів купажного сиропу
Купажні сиропи готують гарячим, напівгарячої і холодним способами. Гарячий і напівгарячої способи застосовують при виготовленні напоїв на натуральних соках і морсах. Холодний спосіб використовують у разі застосування харчових есенцій, ароматизаторів, композицій і концентратів. Сировина і напівфабрикати закладаються в купажний чан відповідно до рецептури в строго певній послідовності. Готовий купажний сироп повинен бути прозорим, мати добре виражений смак, колір і аромат, характерний для виготовляється напою.
4.2.1. Основні розрахункові формули
Цукор вводиться в купаж у вигляді цукрового сиропу. Його необхідну кількість в л обчислюють за формулою
, (44)
де S ^CB - кількість сухих речовин цукру на 100 дав напою за рецептурою, кг; Q - обсяг напою, підлягає виготовлення, дав; В - вміст цукру в 1 л сиропу (визначається за додатком 10).
Кількість внесеного в купажний сироп соку визначають з урахуванням його екстрактивності. Якщо екстрактівность наявного соку вище або нижче рецептурної, слід провести перерахунок норми закладки соку. Спочатку розраховують, скільки сухих речовин вноситься в купажний сироп із стандартним соком за формулою
, (45)
де М _з ^СВ - маса екстрактивних речовин стандартного соку, кг; V _р - обсяг соку, внесений за рецептурою, л; b - вміст екстрактивних речовин в соку стандартної якості, г/100 мл.
Потім проводять розрахунок обсягу наявного в розпорядженні соку (V _ф), екстрактівность якого відрізняється від наведеної в рецептурі:
, (46)
де b _ф - фактичний вміст сухих речовин в соку, г/100 мл.
Якщо при виготовленні напою сік замінюється екстрактом, то кількість сухих речовин, що вносяться з екстрактом, повинна дорівнювати кількості сухих речовин, внесених з рецептурою з соком.
При розрахунку норми внесення кислоти слід враховувати кислоту, що вноситься з усіма напівфабрикатами, в тому числі і з інвертний цукровим сиропом. Крім того, необхідно вносити поправку на нейтралізацію лужності води, що використовується для приготування напою. При розрахунках іноді виникає необхідність вираження кислотності напою або напівфабрикату по молочній, виннокаменной чи інший кислоті. Це роблять, виходячи з того, що 1 г лимонної кислоти еквівалентний 1,17 г виннокаменной, 1,4 г молочної кислоти (у перерахунку на 100%) і 0,5 г ортофосфорної кислоти.
Кількість кислоти, що вноситься до купажний сироп, визначають за формулою
, (47)
де L ₀ - маса кислоти, необхідна для отримання кислотності напою, відповідної рецептурою, кг; А - сумарна маса кислоти, що вноситься в купажний сироп з напівфабрикатами, кг; N - маса кислоти, необхідної для нейтралізації лужності води, кг.
Для розрахунку маси кислоти, потрібної на нейтралізацію лужності води, необхідно визначити обсяг води, що вводиться в напій. Він визначається по різниці обсягу напою і обсягів внесених рідких напівфабрикатів (соку, вина, екстракту, цукрового сиропу).
Маса кислоти, необхідної для створення кислотності напою, визначається виходячи з його нормативних фізико-хімічних показників. При розрахунках користуються коефіцієнтом: 1 мл 1 н розчину NaOH еквівалентний 0,064 г лимонної, 0,075 г виннокаменной, 0,09 г молочної та 0,049 г ортофосфорної кислот.
4.2.2. Приклади
Приклад 1. Для приготування 100 дав напою «Вишня» за рецептурою витрачається 95,53 л вишневого соку з концентрацією сухих речовин 11,4 г/100 мл. Скільки буде потрібно вишневого соку з вмістом екстрактивних речовин 10,8 г/100 мл для приготування 250 дав такого напою?
Рішення. Кількість сухих речовин, що вноситься зі стандартним вишневим соком на 100 дав напою «Вишня» визначимо за формулою (45):
кг.
Визначимо фактичний обсяг соку, який потрібно внести на 100 дав напою за формулою (46):
л.
Для виготовлення 250 дав напою такого соку потрібно
100,83 ∙ 2,5 = 252,075 л.
Приклад 2. Необхідно виготовити 100 дав напою «Яблуко». Кислотність напою відповідно до рецептури становить 2 мл 1 н розчину NaOH на 100 мл напою. Напій готується з використанням натурального яблучного соку з кислотністю 12,5 мл 1 н розчину NaOH. На приготування 100 дав напою за рецептурою вноситься 133,7 л соку і 65,7 кг цукру. Лужність води становить 2,5 мг-екв / л. Розрахувати витрату лимонної кислоти.
Рішення. 2 мл 0,1 н розчину NaOH на 100 мл готового напою відповідають змісту лимонної кислоти 2 ∙ 0,064 = 0,128 г/100 мл. Тобто 100 дав готового напою «Яблуко» містять L ₀ = 1,28 кг лимонної кислоти.
Кислотність використовуваного у виробництві яблучного соку становить 12,5 мл 1 н розчину NaОН на 100 мл. Це відповідає змісту лимонної кислоти в соку 12,5 ∙ 0,064 = 0,8 г/100 мл. Тобто з яблучним соком буде внесено лимонної кислоти А = 8 ∙ 133,7 = 1069,6 г або 1,07 кг.
Вміст води в напої знаходимо по різниці між обсягом напою та обсягами соку і цукру. Об'єм розчину цукру визначаємо за формулою
, (48)
де S ^CB - витрата сухих речовин цукру на приготування напою, кг; ρ - щільність цукрового розчину (1,56 кг / дм ^3).
Отже, на приготування 100 дав напою «Яблуко» витрачається
S ^СВ = 65,7 ∙ 0,9985 = 65,6 кг сухих речовин,
де 0,9985 - вміст сухих речовин в цукрі за ГОСТ 21-94, частки.
Отже, обсяг, займаний розчином цукру, буде
л.
Тоді обсяг води, необхідний для приготування напою, складе
л.
Кількість лимонної кислоти на нейтралізацію 100 дав води лужністю 2,5 мг-екв / л складе 160 г (див. додаток 11). Отже, на нейтралізацію обчисленого раніше обсягу води буде потрібно кислоти
р.
Загальний витрата лимонної кислоти визначимо за формулою (47)
кг.
У перерахунку на товарну лимонну кислоту це складе
кг,
де 90,97 - вміст сухих речовин у товарній лимонної кислоти за ГОСТ 908-79Е,%.
4.2.3. Завдання та задачі
1. Підлягає виготовленню 150 дав напою «Байкал». На 100 дав такого напою за рецептурою вноситься 50,08 кг цукру з вмістом сухих речовин 99,85%. Розрахувати обсяг цукрового сиропу концентрацією 67%, який потрібно внести в купажний чан.
2. Витрата апельсинового соку (вміст сухих речовин 9,2 г/100 мл) на приготування 100 дав напою «Цитрусовий» складає 285 л. Скільки апельсинового соку з вмістом сухих речовин 8,5 г/100 мл потрібно внести в купаж при виготовленні 50 дав напою?
3. На 100 дав напою «Яблуко» за рецептурою витрачається 133,7 л яблучного соку з вмістом сухих речовин 9,8 г/100 мл і кислотністю 12,5 мл 1 н розчину NaОН на 100 мл соку. Скільки яблучного соку концентрацією 10,5 г/100 мл потрібно для виготовлення 120 дав такого напою? Скільки лимонної кислоти потрібно внести в купаж, якщо кислотність використовуваного соку становить 12,8 мл 1 н розчину NaОН, а кількість цукру за рецептурою становить 65,7 кг на 100 дав? Кислотність готового напою «Яблуко» - 2 мл 1 н розчину NaОН на 100 мл, лужність води, використовуваної у виробництві 1,5 мг-екв / л.
4. Кислотність готового напою «Лимон лайм» становить 2,5 мл 1 н розчину NaОН на 100 мл. Яка кількість лимонної кислоти потрібно внести при виготовленні 150 дав напою, якщо лужність застосовуваної води становить 1 мг-екв / л, а напій виготовлено із застосуванням аспартама і ароматизаторів?
5. Витрата лимонної кислоти на виготовлення 100 дав напою «Кола» складає 0,4 кг. Яка кількість ортофосфорної кислоти потрібно внести при виготовленні 185 дав напою, якщо лужність використовуваної води 0,5 мг-екв / л? Витрата цукру на приготування 100 дав напою дорівнює 50,08 кг.
4.3. Розрахунок концентрації купажного сиропу
При використанні об'ємно-змішувального способу виробництва напоїв розраховують дозу купажного сиропу на пляшку за формулою
, (49)
де D - доза купажного сиропу на пляшку, мл; Б - обсяг напою в пляшці, мл; У _н і В _кс - вміст сухих речовин в 1 л готового напою і купажного сиропу відповідно, м.
Рекомендується з метою забезпечення більш точної роботи дозувального автомата застосовувати єдину дозу купажного сиропу на пляшку для всього асортименту напоїв, наприклад, 100 мл на 0,5 л. Для цього необхідно, перетворивши формулу (49), розрахувати необхідний вміст сухих речовин у купажну сиропі.
У разі синхронно-змішувального способу виробництва концентрація купажного сиропу повинна забезпечувати стандартну концентрацію сухих речовин в напої при змішуванні в заданому співвідношенні, наприклад, 1:5.
4.3.1. Завдання та задачі
1. Вміст сухих речовин у готовому напої 5,2 г/100 мл. Яку концентрацію повинен мати купажний сироп, якщо його дозують у кількості 100 мл на 0,5 л вироби?
2. Вміст сухих речовин у готовому купажним сиропі 56 г/100 мл. Яка буде необхідна доза сиропу на пляшку ємністю 1 л, якщо вміст сухих речовин у готовому напої має становити 4,2 г/100 мл? Яка кількість води необхідно додати в купажний сироп, щоб довести дозу купажного сиропу на пляшку до 200 мл?
3. Напій з вмістом сухих речовин 7 г/100 мл готується синхронно-змішувальним способом. Купажний сироп змішується з водою у співвідношенні 1:5. Яка повинна бути концентрація купажного сиропу?
4.4. Контрольні завдання та задачі
1. Розрахувати витрата компонентів на приготування цукрового сиропу концентрацією 65%, необхідного для виготовлення Q дав напою. Витрата цукру (S) з вмістом сухих речовин 99,85% на 100 дав напою наведено у наступній таблиці. Під час варіння сиропу випаровується 10% води.
2. Розрахувати витрата компонентів на приготування колера з вмістом сухих речовин 70%, необхідного для виготовлення Q дав напою. Витрата колера за рецептурою на 100 дав напою наведено в таблиці. Втрати при варінні колера становлять 28% від маси сухих речовин цукру.
3. Витрата лимонної кислоти за рецептурою (L) і кислотність готового напою (k) наведені в таблиці. Визначити фактичну витрату лимонної кислоти, якщо для виготовлення напою використовується інвертний цукровий сироп, напої готуються на ароматизаторах, а вода, що застосовується для виготовлення напою, має лужність Щ.
4. Вміст сухих речовин у готовому напої (С) наведено в таблиці. Яка повинна бути концентрація купажного сиропу, якщо в синхронно-змішувальної установки купажний сироп змішується з водою у співвідношенні 1:4 для парних варіантів і 1:5 для непарних варіантів?

Вар.	Q, дав	S, кг	К, кг	L, кг	k, мл 0,1 н NaOH на 100 мл напою	Щ, мг-екв / л	С,%
1	50	92,29	0,96	1,41	2,3	0,5	9,6
2	150					0,8
3	200	32,00	1,02	1,41	2,3	1,5	3,5
4	250					1,2
5	50	66,15	0,067	1,408	2,0	0,5	7,8
6	150					0,8
7	200	38,00	1,00	1,408	2,0	1,5	4,0
8	250					1,2
9	50	76,00	1,05	1,408	2,0	2,0	8,0
10	150					2,5
11	200	46,00	1,20	1,408	2,0	2,6	4,8
12	250					2,9
13	50	84,00	0,70	0,90	1,3	0,5	8,6
14	150					0,8
15	200	50,00	1,10	1,41	2,0	1,4	5,2
16	250					1,6
17	150	40,00	5,00	2,00	2,8	1,5	4,6
18	200					1,2
19	250	120,00	4,25	0,90	1,3	2,0	12,2
20	275					2,5

5. ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ
Основними видами сировини для виробництва харчового спирту є крохмалисті (зернові культури, картопля) і цукристу (бурякова і очеретяна меляса). При виробництві спирту з крахмалсодержащего сировини здійснюються наступні технологічне операції: очищення зерна (миття картоплі), подрібнення і водно-теплова обробка, оцукрювання розвареної маси, зброджування осахаренного сусла і брагоректифікації.
Зерно, що використовується для виробництва спирту, оцінюється головним чином за змістом крохмалю. Вологість зерна краща 14-15%, забур'яненість невисока. Для технологічної оцінки якості зерна та врахування його у виробництві користуються тими ж методами і формулами, що і в солодовий виробництві (див. розділ 1).
5.1. Водно-теплова обробка крохмалистої сировини
Водно-теплова обробка крахмалсодержащего сировини проводиться з метою полегшення доступу до крохмальним зернам амілолітичних ферментів, дже-
ніком яких у спиртовому виробництві може служити солод або культури мікроорганізмів. Процес водно-теплової обробки (розварювання) полягає у змішуванні подрібненої сировини з водою в певному співвідношенні і прогріві утворюється замісу при температурі 130-170єС в безперервному потоці. Розроблені схеми механіко-ферментативної обробки сировини, в яких передбачається застосування амилолитических ферментних препаратів на стадії приготування і розрідження замісу. У цьому випадку температура процесу не перевищує 100єС.

5.1.1. Розрахункові формули та довідкові матеріали
Витрата води на приготування замісу з зернової сировини становить 2,5-3 л на 1 кг зерна, що забезпечує концентрацію сусла в межах 16-17%. До картопляної кашки додають не більше 20% води (залежно від вмісту крохмалю в картоплі). Вода в змішувач подається температурою 45-50єС (для картопляної кашки не вище 45єС), щоб уникнути клейстеризації крохмалю і утворення грудок.
Витрата пари на підігрів води можна визначити за рівнянням (29, 30). Витрата пари на підігрів замісу в контактних головках вторинного та гострої пари визначають за формулою
, (50)
де М _з - маса замісу, кг; з _з - питома теплоємність замісу, кДж / (кг ∙ К); t ₁ і t ₂ - відповідно початкова і кінцева температура замісу, єС; k - коефіцієнт, що враховує втрати тепла в навколишнє середовище ( 4-5%); I - ентальпія пари, що гріє, кДж / кг; I _до - ентальпія конденсату гріючої пари при температурі конденсації, кДж / кг.
Питому теплоємність замісу можна визначити за формулою (20), ентальпії гріючої пари і конденсату - за довідковими таблицями додатка 7.
5.1.2. Завдання та задачі
1. Визначити витрату пари абсолютним тиском 0,4 МПа на підігрів води для приготування замісу з 200 кг пшениці, якщо на 1 кг зерна подається 3 л води. Початкова температура технологічної води 12єС. Конденсат відводиться при температурі конденсації. Втратами тепла в навколишнє середовище знехтувати.
2. Визначити витрату вторинної пари абсолютним тиском 0,04 МПа на підігрів замісу з 550 кг жита вологістю 15% в контактній головці вторинної пари від температури 45єС до 80єС. Витрата води на приготування замісу 3 л на 1 кг зерна.
3. Визначити витрату гострої пари абсолютним тиском 0,6 МПа на розварювання 600 кг картоплі з вологістю 78%. До картопляної кашки додано 10% води. Температура замісу в контактній головці гострої пари підвищується від 80 до 140єС. Питома теплоємність сухих речовин картоплі 1,15 кДж / (кг · К).
4. Для розрідження крохмалю під час гідроферментатівной обробки використовують амилосубтилина Гх з розрахунку 2 одиниці АС на 1 г умовного крохмалю. Визначити дозування препарату на 1 т замісу з жита, якщо на 1 кг зерна для приготування замісу використано 3,5 л води. Умовна крахмалистость жита 54,5%. Амилолитическая активність ферментного препарату 90 од / мл.
5.2. Розрахунок витрати осахаривающих матеріалів
У спиртовому виробництві використовують суміш солодів з різних культур. Найбільш популярними є суміші солодів ячмінного (70%) і просяного (30%), а також ячмінного (50%), просяного (25%) і вівсяного (25%). Для оцукрювання розвареної маси з свежепроросшего солоду готують солодове молоко, або вирощують культури мікроорганізмів-продуцентів ферментів. Можна використовувати і готові ферментні препарати, а також суміш солоду і мікробних препаратів.
5.2.1. Розрахункові формули та довідкові матеріали
Для розрахунку кількості напівпродуктів при виробництві солоду використовують наведені в розділі 2.2 формули (14-19). Сумарні нормативні втрати сухих речовин при солодоращении в спиртовому виробництві беруть 16%. Нормативна крахмалистость солодового зерна наведена в таблиці 10.
Таблиця 10. Крахмалистость солодового зерна

Найменування	Крахмалистость,%
Ячмінь	49
Просо	48
Овес	42
Солод ячмінь: просо (70:30)	48,6
Солод ячмінь: просо: овес (50:25:25)	47

Норма витрати солодового зерна на оцукрювання становить для пшениці та інших зернових культур, крім вівса, 14,9%, для вівса 19%, для картоплі 13% до маси крохмалю вихідної сировини, включаючи крохмаль солоду. Витрата солодового молока на оцукрювання становить 15-16% при безперервних схемах оцукрювання, і 18-20% при періодичному проведенні процесу.
5.2.2. Приклад
Розрахувати масу зерна, необхідного для отримання 100 кг солоду, що складається з 70% ячменю і 30% проса. Вологості вихідного зерна і свежепроросшего солоду представлені в таблиці 11. Яка кількість розвареної маси може бути осахарено цим солодом, якщо витрата солодового молока 20%, а співвідношення солод: вода в солодовому молоці одно 1:5?
Таблиця 11. Вологість зерна та солоду,%

Найменування	Ячмінь	Просо
Початкове зерно	15	14
Свежепроросшій солод	46	42

Рішення. У 100 кг змішаного солоду міститься 70 кг ячмінного і 30 кг просяного солоду. При вологості свежепроросшего ячмінного солоду 46% масу сухих речовин у ньому визначимо за формулою
кг, (51)
де М _яс - маса ячмінного солоду, кг; W _яс - вологість ячмінного солоду,%.
Сумарні нормативні втрати при солодоращении складають 16%. З урахуванням цього визначимо масу сухих речовин у початковому ячмені:
кг.
Масу вихідного зерна визначимо за формулою (16)
кг.
Аналогічний розрахунок зробимо для проса:
кг; кг;
кг.
Сумарна маса зерна на солод
кг.
При співвідношенні солод: вода 1:5 на 100 кг свежепроросшего солоду потрібно 500 кг води, а маса отриманого солодового молока буде 600 кг. Кількість розвареної маси, яке можна осахаріть цим солодовим молоком, обчислимо за допомогою пропорції:
кг.
5.2.3. Завдання та задачі
1. Розрахувати масу зерна, необхідного для отримання 400 кг солоду, що складається з 70% ячменю і 30% проса. Вологості вихідного зерна і свежепроросшего солоду прийняти аналогічно розглянутому прикладу.
2. Розрахувати масу зерна, необхідного для отримання 250 кг солоду, що складається з 50% ячменю, 25% проса і 25% вівса. Вологості вихідного зерна і свежепроросшего солоду представлені в таблиці.

Найменування	Ячмінь	Просо	Овес
Початкове зерно	14	12	16
Свежепроросшій солод	44	41	46

3. Розрахувати кількість розвареної маси, яке може бути осахарено солодом, отриманим в умовах завдання 1. Співвідношення солод: вода в солодовому молоці одно 1:4. Витрата солодового молока 16% до маси осахаривают суміші.
4. Розрахувати кількість розвареної маси, яке може бути осахарено солодом, отриманим в умовах завдання 2. Співвідношення солод: вода в солодовому молоці одно 1:5. Витрата солодового молока 18% до маси осахаривают суміші.
5. В умовах завдань 1 і 3 визначити витрата вихідного солодового зерна на оцукрювання і порівняти його з нормативним. Вміст крохмалю в розвареної масі 16%. Втрати при разваривании 2,5%. Вихідна сировина пшениця.
6. В умовах завдань 2 і 4 визначити витрата вихідного солодового зерна на оцукрювання і порівняти його з нормативним. Вміст крохмалю в розвареної масі 17%. Втрати при разваривании 2,5%. Вихідна сировина картоплю.
5.3. Розведення меляси
При виробництві спирту з меляси здійснюють такі підготовчі операції: гомогенізацію, підкислення і асептірованіе, внесення поживних речовин, розбавлення водою. Сильно інфіковану мелясу стерилізують. У спеціалізованих дріжджових виробництвах або при випуску спиртових дріжджів як хлібопекарських здійснюють кларификация (освітлення) меляси. Мелассного сусло готують різної концентрації залежно від способу зброджування.
5.3.1. Розрахункові формули
При розведенні меляси матеріальний баланс виражається рівнянням
, (52)
де М і М ₁ - відповідно маса вихідної меляси і мелассного сусла, кг; С і С ₁ - концентрація (вміст сухих речовин) меляси і мелассного сусла,%.
При однопоточному способі зброджування готують мелассного сусло концентрацією 22%. При двухпоточном способі зброджування готують два різних сусла, наприклад, концентрацією 12% і 32%. Сусло концентрацією 12% називається дріжджовим і служить для вирощування дріжджів, сусло концентрацією 32% називається основним і надходить безпосередньо на стадію бродіння.
Рівняння (52) можна застосовувати для визначення мас і концентрацій сусла при будь-якому способі зброджування, а також для розрахунків у дріжджовому виробництві. При визначенні обсягів сусла необхідно оперувати щільністю мелассного розчинів, наведеною в додатку 12. Щільність розчину меляси можна розрахувати також за рівнянням
, (53)
де n - вміст сухих речовин в розчині,%, Т - температура, К.
Формула справедлива при n від 5 до 50,4% і Т від 293 до 373 К.
5.3.2. Завдання та задачі
1. Визначити масу води, необхідної для розведення меляси, що містить 72% сухих речовин при зброджуванні її по однопотокового способу, якщо необхідна концентрація сусла 22%. Маса вихідної меляси 50 т.
2. Яка буде концентрація сусла, отриманого з суміші 18 т меляси з вмістом сухих речовин 76% та 50,4 т води?
3. Скільки меляси з вмістом сухих речовин 70% буде потрібно для отримання 150 т мелассного сусла концентрацією 18%?
4. Визначити масу води, необхідної для розведення меляси при двухпоточном способі зброджування. Необхідна концентрація основного сусла 30%, концентрація дріжджового сусла 12%. Співвідношення потоків основного і дріжджового сусла 1:1. Масу вихідної меляси і зміст сухих речовин у ній прийняти аналогічно завданню 1.
5. Яка кількість вихідної меляси буде потрібно для отримання 220 т основного сусла концентрацією 32% і 110 т дріжджового сусла концентрацією 13%, якщо вміст сухих речовин у вихідній мелясі 74%?
6. Визначити масу вихідної меляси з вмістом сухих речовин 72%, необхідну для вирощування дріжджів в дрожжегенераторе корисним об'ємом 4000 л. Дрожжегенерірованіе проводиться на мелассного суслі концентрацією 18%.
5.4. Визначення виходу спирту
Вихід спирту - це кількість спирту в декалітрах (дал), що отримується з 1 т зброджуваний вуглеводів сировини (крохмалю, цукру) у перерахунку на умовний крохмаль. Під умовною крохмалем зернової сировини і картоплі розуміють загальна кількість зброджуваний вуглеводів, що міститься в них. Під умовною крохмалем меляси та цукрового буряка розуміють цукристість їх, помножену на коефіцієнт переведення сахарози в крохмаль, рівний 0,95.
Під умовною крохмалем зерна, використовуваного для приготування солоду, розуміють кількість вуглеводів, що міститься в ньому, за вирахуванням 16%, які втрачаються в процесі солодоращения.
Під умовною крохмалем, що містяться в культуральній рідині, розуміють кількість зброджуваний вуглеводів, яке залишається неспожитою мікроорганізмами в процесі їх культивування.
5.4.1. Розрахункові формули та довідкові матеріали
Теоретичний вихід спирту обчислюють за рівнянням спиртового бродіння
З ₆ Н ₁₂ О ₆ ® 2 С ₂ Н ₅ ОН + 2 СО ₂
180,1 92,1 88
Складемо пропорцію:
з 180,1 кг гексоз виходить 92,1 кг спирту
з 100 кг гексоз -------------------- Х кг спирту
Звідси
кг,
тобто з 100 кг гексоз повинно вийти 51,14 кг безводного спирту.
Відносна щільність спирту становить 0,78927. Тоді теоретичний вихід його складе 51,14: 0,78927 = 64,79 л на 100 кг або 64,79 дав на 1 т.
Вихід спирту з крохмалю збільшується пропорційно відношенню молекулярних мас глюкози і крохмалю:
(С ₆ ​​Н ₁₀ О _{5) n} + Nн ₂ О ® n З ₆ Н ₁₂ О ₆
162,1 180,1
Теоретичний вихід спирту з 1 т крохмалю буде
(180,1:162,1) × 64,79 = 71,98 дал.
Вихід спирту з сахарози:
З ₁₂ Н ₂₂ Про ₁₁ + Н ₂ О ® 4 С ₂ Н ₅ ОН + 4 СО ₂
                                                            342,2 184,2
кг на 100 кг або 68,2 дав на 1т.
Коефіцієнт для перерахунку сахарози в умовний крохмаль 324,2: 342,2 »0,95.
Практичний вихід спирту менше теоретичного, так як частина зброджуваний вуглеводів і утворюється при бродінні спирту втрачається. Залежно від виду сировини і технологічної схеми практичний вихід спирту становить 81,5-93% від теоретичного.
Практичний вихід спирту можна підрахувати на діючому виробництві на підставі маси переробленої сировини, вмісту в ньому зброджуваний речовин, і кількості отриманого з цієї маси сировини безводного спирту за формулою
, (54)
де В - вихід спирту, дал / т, Q - обсяг безводного спирту, отриманого за звітний період, дав; G - маса переробленого за той же період зернової сировини, т; Кр - умовна крахмалистость сировини,%.
Практичний вихід спирту по відношенню до теоретичного (%)
. (55)
На виробництві кожен вид крохмалистої сировини переробляється з використанням різних технологічних прийомів (режими підробки і розварювання, схеми розварювання і оцукрювання і т.д.). У зв'язку з цим норми виходу спирту з кожного виду сировини розробляються на основі теоретичних і експериментальних досліджень Всеросійським науково-дослідним інститутом харчової біотехнології і затверджуються Федеральними органами виконавчої влади. Нормативи виходу етилового спирту з різних видів сировини наведені у таблиці 12. При введенні технічних удосконалень до нормативних виходів додаються надбавки, зазначені в таблиці 13.
Сумарні втрати зброджуваний речовин (%) визначаються за різницею між 100% і практичним виходом спирту
. (56)
Під втратами мається на увазі кількість умовного крохмалю, яке вибуває з даного технологічного процесу, не може бути використано ні в якому іншому процесі і втрачається безповоротно. До втрат можна віднести:
Таблиця 12. Нормативи виходу спирту з 1 т умовного крохмалю сировини, дал / т

Вид сировини	Схема виробництва
	Періодична	Напівбеззупинним	Безперервна	Безперервна з вакуум-охолодженням *
Картопля	64,7	65,0	65,7	66,6
Кукурудза	64,0	64,3	65,0	65,9
Жито	62,9	63,2	63,9	64,8
Пшениця	63,7	64,0	64,8	65,7
Ячмінь	62,4	62,7	63,4	64,3
Овес і чумиза	61,8	62,1	62,8	63,7
Просо і гаолян	63,5	63,8	64,5	65,4
Гречка	61,1	61,4	62,1	64,6
Віка, сочевиця, горох	59,1	59,4	60,1	63,0
Меляса	65,9	-	66,5	66,5
Рис-зерно (у плівці)	61,8	62,1	62,8	63,7
Ріс-крупа	64,7	65,0	65,7	66,6
Сорго	63,5	63,3	64,5	64,6
Тритикале	-	-	-	65,5

* Нормативи подані з урахуванням надбавок на подовжений термін бродіння або на 60 год при безперервно-проточному або циклічному способах бродіння, а також на вакуум-охолодження розвареної маси
Таблиця 13. Надбавки до нормативних виходів спирту при введенні
технічних удосконалень на виробництві

Технічне вдосконалення	Надбавка, дал / т
Подовжений термін бродіння від 48 до 72 год	0,8
в тому числі на кожні 6 год понад 48 годин	0,2
Безперервно-проточний або циклічний спосіб бродіння при терміні 60 год	0,8
Повна заміна солоду поверхневої культурою мікроорганізмів	0,3
Часткова заміна солоду поверхневої культурою мікроорганізмів	0,2
Повна заміна солоду глибинної культурою мікроорганізмів	0,7
Часткова заміна солоду глибинної культурою мікроорганізмів	0,35
Оцукрювання з вакуум-охолодженням	0,1
Зброджування з рециркуляцією сусла	0,1

втрати при підробці зерна, разваривании, солодоращении, витрата цукру на розмноження дріжджів, втрати на брагоректифікаційних установці.
Види технологічних втрат та їх нормативні величини наведено в таблиці 14. Сумарні технологічні втрати при переробці різних видів сировини представлені в таблиці 15.
При порушеннях технологічного режиму виникають додаткові втрати зброджуваний вуглеводів, оцінити які можна, користуючись таблицею 16.

Таблиця 14. Види технологічних втрат у спиртовому виробництві

Вид втрат, стадія процесу	Норма,% від вихідного
Втрати при обрушення вівса	1,5
Втрати при розмелювання зерна (ячмінь і просо)	0,3
Втрати при водно-тепловій обробці *	2,5
Втрати при солодоращении	16% крохмалю зерна на солод або 1,2% від усього крохмалю сировини
Втрати при культивуванні мікроорганізмів поверхневим способом	85% від вмісту в поживному середовищі
Втрати при культивуванні мікроорганізмів глибинним способом	75% від вмісту в поживному середовищі
Втрати при зброджуванні зерно-картопляного сусла	4% від зброджуваний вуглеводів, введених у виробництво
Втрати при зброджуванні мелассного сусла	5,6-9,8
Втрати з Недоброди у зерно-картопляної бражці	3,46% від зброджуваний вуглеводів, введених у виробництво
Втрати з Недоброди в мелассного бражці	2,5% від введеного в виробництво цукру.
Втрати при наростанні кислотності бражки	0,623% від введених з суслом **
Втрати спирту з газами бродіння	0,04% від запроваджених у виробництво
Втрати при перегонці і ректифікації	0,182% від введених у виробництво

* У зв'язку зі складністю урахування втрати при водно-тепловій обробці сировини включають в невизначені втрати і приймають рівними мінімуму - 2,5%.
** Втрати при наростанні кислотності визначені тільки для переробки зерно-картопляного сусла. Наростання кислотності мелассного сусла не повинно відбуватися.
5.4.2. Приклад
За звітний період на заводі було перероблено 60 тис. т пшениці з умовною крахмалистостью 54,3% і отримано 2 150 тис. дал спирту в перерахунку на спирт вищого очищення фортецею 96,2% об. Визначити фактичний вихід спирту і порівняти його з теоретичним. Визначити загальні втрати зброджуваний вуглеводів.
Рішення. Перерахуємо вироблений спирт у безводний:
2150000 × 0,962 = 2068300 дал.
Визначаємо фактичний вихід спирту за формулою (54)
дал / т.
Теоретичний вихід спирту з крохмалю становить 71,98 дал / т. Тоді фактичний вихід спирту становить (формула (55))
% Від теоретичного.
Сумарні втрати зброджуваний речовин визначаємо за формулою (56)
%.
Таблиця 15. Сумарні технологічні втрати при переробці різних
видів сировини,%

Вид сировини	Технологічна схема виробництва
	безперервна	безперервна з використанням ферментних препаратів
Картопля	7,48	6,51
Кукурудза	8,45	7,48
Жито	9,98	9,01
Пшениця	8,73	7,42
Ячмінь	10,67	9,7
Овес і чумиза	11,51	10,53
Просо і гаолян	9,15	8,17
Сорго	10,26	9,28
Гречка	12,48	11,50
Віка, сочевиця, горох	15,26	14,28
Меляса	7,62	-
Рис у плівці	11,51	10,53
Ріс-крупа	7,48	6,51
Тритикале	9,6	8,04

Таблиця 16. Втрати зброджуваний вуглеводів при порушеннях
технологічного режиму

Показник, за рахунок якого можуть бути отримані втрати	Втрати зброджуваний вуглеводів
	% До введених у виробництво	дав на т умовного крохмалю сировини, що переробляється
Наростання кислотності на 0,1 є	0,313	0,202
Підвищення змісту незброджені вуглеводів в бражці на 0,01 г/100 мл	0,769	0,450
Перевитрата зерна на солод на 1%	0,075	0,049
Чи не уловлено спирту з газів бродіння 0,1%	0,092	0,060
Збільшення вмісту спирту в барді на 0,005%	0,060	0,039

5.4.3. Завдання та задачі
1. Для заводу, що працює за безперервною схемою з вакуум-охолодженням сусла і з повною заміною солоду глибинної культурою мікроорганізмів встановити нормативний вихід спирту.
2. За звітний період на заводі було перероблено 196 т жита з умовною крахмалистостью 52,5% і отримано головний фракції фортецею 95,5% про 174 дав, спирту-ректифікату сорту «Екстра» фортецею 96,5% про 6680 дав і сивушного масла фортецею 88,0% про 27 дал. Визначити вихід спирту за звітний період.
3. За звітний період на заводі було перероблено 125 т меляси з вмістом цукру 44% і отримано спирту в перерахунку на спирт вищого очищення фортецею 96,2% об 3580 дал. Визначити вихід спирту за звітний період.
4. Під час бродіння сусла з пшениці (крахмалистость 54%) відбулося наростання кислотності на 0,45 є. Визначити вихід спирту і величину втрат зброджуваний вуглеводів, якщо витрата ячменю на оцукрювання склав 107 кг на 1 т сировини (крахмалистость 48%), витрата проса відповідно - 50 кг (крахмалистость 54%). На підприємстві застосовується безперервна схема розварювання із вакуум-охолодженням, ферментні препарати не використовуються. Технологічні втрати на інших стадіях не перевищують нормативні.
5.5. Контрольні завдання та задачі
1. Установити нормативний вихід спирту для підприємства, виходячи з особливостей застосовуваної технологічної схеми (див. наведену нижче таблицю). Визначити фактичний вихід спирту за звітний період і порівняти його з теоретичним і нормативним. Зробити висновок про ефективність роботи підприємства.

Вар.	Технологічна схема виробництва	Культура	G, т	Кр,%	Товарні продукти, дав
					ГФ	СР	СМ
1	Напівбеззупинним з періодичним бродінням 60 год	картопля	1700	18,0	520	20040	80
2		жито	590	54,0
3		пшениця	566	53,4
4	Періодична з періодичним бродінням 72 год	ячмінь	670	48,2
5		гречка	970	50,5	780	30060	120
6		жито	890	52,7
7	Безперервна з вакуум-охолодженням розвареної маси	картопля	2250	20,0
8		пшениця	1200	52,3	1040	40080	160
9		просо	1120	55,0
10	Безперервна з безперервно-проточним зброджуванням, з частковою заміною солоду поверхневої культурою мікроорганізмів	тритикале	2025	56,0	1950	75150	300
11		кукурудза	2000	55,8
12		горох	2250	52,0
13		пшениця	2040	55,2
14	Безперервна з безперервно-циклічним зброджуванням, з повною заміною солоду глибинної культурою мікроорганізмів	просо	3850	57,0	3900	150300	600
15		пшениця	4200	54,0
16		ячмінь	4380	51,5
17		жито	4250	53,7
18	Безперервна, без застосування ферментів, зброджування з рециркуляцією сусла	жито	6670	51,6	5750	225550	820
19		пшениця	6450	52,5
20		ячмінь	6900	50,4

2. В умовах задачі 1 визначити виробничі втрати (нормативні і понаднормативні).

6. ТЕХНОЛОГІЯ Лікеро-горілчані вироби
Весь асортимент лікеро-горілчаних заводів можна розділити на дві основні групи: горілки і лікеро-горілчані вироби. Горілкою називають спиртний напій міцністю 38-45, 50 і 56% об, одержуваний обробленням водно-спиртового розчину (сортування) адсорбентом і наступною фільтрацією. В якості адсорбенту найчастіше використовують активний деревне вугілля з високорозвиненою внутрішньою поверхнею.
Лікеро-горілчані вироби являють собою суміші різних спиртованих соків, морсів, настоїв, ароматних спиртів, ефірних масел, вин, коньяку, цукрового сиропу, лимонної кислоти та інших харчових продуктів, а також спирту і води. Для виробництва лікеро-горілчаних виробів використовується широкий асортимент рослинної сировини, яка вносить у вироби цінні та біологічно активні речовини. Лікеро-горілчані вироби діляться на групи відповідно до ГОСТ 7190-93.
6.1. Розрахунок необхідної кількості спирту та води
на приготування сортування
Змішування спирту і води проводиться періодичним або безперервним методом. При роботі по безперервному методу подача спирту і води в змішувач в необхідній пропорції здійснюється автоматично. При періодичному проведенні процесу необхідно визначати необхідну кількість спирту та води для приготування заданого обсягу водно-спиртового розчину (сортування). Необхідний обсяг спирту (V _сп) для приготування сортування обчислюють за формулою
, (57)
де V _с - обсяг готується сортування, дав; А _с, А _сп - фортеці сортування та вихідного спирту відповідно,% об.
Необхідний для приготування сортування об'єм води _(V ст) розраховують з урахуванням явища контракції. Розрахунок можна провести двома способами. Перший спосіб, більш точний, буде розглянуто нижче у прикладі, за другим способом обсяг води обчислюють за формулою
, (58)
де V _сп - розрахований раніше обсяг спирту, необхідний для приготування сортування, мл; V _спр - об'єм води, який необхідно додати до 100 обсягами спирту даної концентрації для отримання сортування заданої фортеці, визначається за довідковою таблиці Г. І. Фертман (див. додаток 13).
6.1.1. Приклад
Потрібно приготувати 500 дав сортування міцністю 40% об. Скільки ректифікованого спирту міцністю 96,0% і виправленої води необхідно задати в сортувальний чан?
Рішення. Потреба в спирті розраховуємо за формулою (57)
дав.
Для обчислення необхідної кількості води за додатком 14 знаходимо, що в 100 об'ємах спирту міцністю 96,0% міститься 4,985 обсягів води. Потім за допомогою пропорції визначаємо, скільки води міститься в розрахованому кількості спирту:
дав.
Далі за тим же додатком знаходимо, що в 100 об'ємах водно-спиртового розчину міцністю 40% об міститься 63,347 обсягів води, і перераховуємо цю кількість на необхідний обсяг сортування:
дав.
По різниці цих двох значень знаходимо необхідний обсяг води
дав.
Для полегшення розрахунків можна скористатися формулою (58). За додатком 13 знаходимо, що для отримання 100 обсягів сортування міцністю 40% об зі спирту міцністю 96% об потрібно додати 147,02 об'єму води. Тоді
дав.
Різниця між обсягами води, обчисленими двома способами, становить 0,06 дав або 0,02%, що припустимо у виробничих умовах.
6.2. Розрахунок компонентів купажу вироби
Купажі лікеро-горілчаних виробів готують періодичним способом. Порядок закладки інгредієнтів в купаж визначається рецептурою вироби. Готові купажі витримують не менше 24 год з метою впорядкування смаку, аромату і отримання вироби більш однорідного за складом.
При виготовленні купажів лікеро-горілчаних виробів часто виникає необхідність провести розрахунок компонентів купажу. Якщо кондиції підлозі фабрикатів, наявних у розпорядженні, відрізняються від стандартних, кількість внесених напівфабрикатів коригується.
6.2.1. Розрахункові формули
Розрахунок починають з уточнення дозування спиртованих соків, морсів або настоїв. Спочатку за формулою (45) визначають кількість екстрактивних (сухих) речовин, що вноситься в купаж із соком, морсом або екстрактом стандартної якості. Потім проводять розрахунок необхідного обсягу напівфабрикату, який є в розпорядженні, за формулою (46).
Далі проводять коригування закладки цукрового сиропу. Необхідна кількість цукру розраховують за різницею між загальним вмістом цукру в готовому виробі і кількістю цукру, що вносяться в купаж з напівфабрикатами в перерахунку на сахарозу. Кількість цукру (S), що вноситься в купаж з напівфабрикатами, визначають за формулою
, (59)
де V _ф - фактичний обсяг наявного в розпорядженні напівфабрикату, що підлягає внесенню в купаж і визначений раніше, л; с - вміст цукру в цьому напівфабрикаті, г/100 мл.
Виходячи з розрахованого кількості цукру і концентрації наявного в розпорядженні цукрового сиропу визначають обсяг цукрового сиропу (V _сс), який потрібно внести в купаж, за формулою
, (60)
де S _ф - фактична кількість цукру, яке потрібно внести в купаж, кг; m - вміст сахарози в наявному цукровому сиропі, г/100 мл.
Кількість внесеної в купаж лимонної кислоти розраховують за різницею між загальним вмістом кислоти у виробі і кислоти, що вноситься з напівфабрикатами. Масу лимонної кислоти (L), що вноситься з напівфабрикатами, визначають за формулою
, (61)
де l - вміст кислот в перерахунку на лимонну в наявному напівфабрикаті, г/100 мл.
Обсяг спирту, необхідний для приготування купажу, знаходять за різницею між загальним вмістом спирту у виробі і кількістю спирту, внесених з напівфабрикатами, за формулою
, (62)
де А - фортеця вироби за рецептурою,% об.; V _1, V _2, ..., V _n - обсяги напівфабрикатів, що вносяться до купаж згідно зробленому розрахунку, л; А _1, А _2, ..., А _n - фактичні фортеці наявних у розпорядженні напівфабрикатів,% об; А _сп - фортеця наявного спирту,% об.
6.2.2. Приклад
Зробити розрахунок купажу для виготовлення 1000 дал настоянки «Вишнева» з цехових напівфабрикатів, показники яких відрізняються від стандартних. Дані про якісні показники напівфабрикатів наведені в таблицях 17, 18.
Рішення. Рецептура настоянки «Вишнева» приведена в додатку 17. На 1000 дал купажу настоянки вноситься 3000 л вишневого соку і 216 л чорничного морсу 1 і 2 зливу. Визначимо по формулі (45) кількість екстрактивних речовин, яке повинно бути внесено в купаж з цими напівфабрикатами.
Таблиця 17. Характеристика стандартних напівфабрикатів

Напівфабрикати	Фортеця,% об	Загальний вміст, г/100 мл
		Цукру в перерахунку на сахарозу	Екстрактивних речовин	Кислот у перерахунку на лимонну
Вишневий сік спиртований	25,0	5,80	10,4	1,04
Чорничний морс 1 і 2 зливу	45,0	6,80	10,4	0,80
Цукровий сироп (65,8%)	-	86,93	-	-

Таблиця 18. Характеристика цехових напівфабрикатів

Напівфабрикати	Фортеця,% об	Загальний вміст, г/100 мл
		Цукру в перерахунку на сахарозу	Екстрактивних речовин	Кислот у перерахунку на лимонну
Вишневий сік спиртований	24,8	5,4	10,0	1,2
Чорничний морс 1 і 2 зливу	44,2	7,0	10,5	0,8
Настій мигдалю 1 і 2 зливу	52,2	-	-	-
Цукровий сироп	-	87,28	-	-
Спирт ректифікований ст. о.	96,5	-	-	-

кг; кг.
За формулою (46) розрахуємо необхідну кількість вишневого соку (V _{ф 1)} та чорничного морсу (V _{ф 2):}
л; л.
Розрахуємо кількість цукру, яке буде внесено в купаж з цеховими напівфабрикатами, за формулою (58)
кг; кг.
Відповідно до рецептури на 1000 дал вироби з цукром вноситься 1810 кг сухих речовин, тоді кількість цукру, яке потрібно ввести в купаж у вигляді цукрового сиропу буде кг. Вміст сахарози в цеховому цукровому сиропі 87,28 г/100 мл. Цукровий сироп, що містить 1626,54 кг сахарози, буде займати об'єм (формула 60)
л.
Визначаємо кількість лимонної кислоти, що вноситься в купаж з вишневим соком (L ₁₎ і чорничним морсом (L ₂₎ за формулою (61)
кг; кг.
Кислотність готового виробу відповідно до рецептури повинна становити 0,4 г/100 мл, тобто 1000 дал вироби повинні містити 40 кг лимонної кислоти. Звідси необхідно задати в купаж лимонної кислоти
кг.
Кількість спирту-ректифікату вищого очищення фортецею 96,5% про визначаємо за формулою (62)
л.
Склад купажу з цехових напівфабрикатів наведено в таблиці 19.

Таблиця 19. Склад купажу настоянки «Вишнева» на 1000 дав готового
вироби з цехових напівфабрикатів

Компоненти купажу	Кількість
Вишневий сік спиртований, л	3120
Чорничний морс 1 і 2 зливу, л	213,94
Настій мигдалю 1 і 2 зливу, л	80
Ванілін 1: 10, л	1
Цукровий сироп, л	1863,6
Лимонна кислота, кг	0,85
Спирт-ректифікат вищої очистки, л	922,2
Вода виправлена ​​для доведення обсягу до 1000 дал

6.3. Виправлення купажів лікеро-горілчаних виробів
У разі невідповідності показників готового купажу необхідним кондицій вироби проводять коригування купажу. Купажі горілок і гірких лікеро-горілчаних виробів коригують тільки по спирту і воді. Купажі солодких виробів коригувати значно важче, оскільки додавання в купаж будь-якого інгредієнта викликає зміна фортеці, змісту екстрактивних речовин і кислотності. Розроблено 10 варіантів найбільш часто зустрічаються випадків виправлення купажу, з них два для горілок і гірких виробів, решта - для солодких.
6.3.1. Виправлення купажів гірких виробів
Варіант 1. Якщо фортеця сортування або виготовленого купажу гіркого вироби менше необхідної, визначають обсяг спирту, який необхідно додатково ввести в купаж, за формулою
, (63)
де V _к - обсяг приготованого купажу вироби або сортування, дав; А _р - необхідна фортеця вироби за рецептурою,% об; А _ф - фактична фортеця вироби,% об; А _сп - міцність спирту, використовуваного для коригування купажу,% об.
Варіант 2. При надмірній фортеці сортування або купажу визначають обсяг води, який потрібно додатково внести в купаж, за формулою
, (64)
де позначення ті ж, що і в формулі (63).
Кількість води і спирту при проведенні коригування розраховується без урахування контракції.
6.3.2. Виправлення купажів солодких виробів
Варіант 3. У тому випадку, якщо фортеця отриманого купажу нижче передбаченої за рецептурою, а екстрактівность відповідає кондиції, додатковий обсяг спирту, який необхідно додати в купаж, визначають за формулою
, (65)
де V _к - обсяг приготованого купажу солодкого виробу, дав; А _р і А _ф - відповідно рецептурна і фактична фортеця вироби,% об; а - різниця між фортецею спирту, взятого на зміцнення купажу, і фортецею вироби за рецептурою (а = А _сп - А _р),% об; b - різниця між вмістом цукру в додаток до купажу сиропі і екстрактивністю вироби за рецептурою (b = Е _сс - Е _р), г/100 мл; Е _р - екстрактівность вироби за рецептурою, г/100 мл.
Після додавання обчисленого кількості спирту зміст екстракту у виробі знизиться, і буде необхідно додати в купаж цукровий сироп. Додатковий обсяг цукрового сиропу розраховують за формулою
. (66)
Варіант 4. Якщо фортеця і екстрактівность приготованого купажу нижче передбачених за рецептурою, то додатковий обсяг спирту, який необхідно внести в купаж, розраховують за рівнянням
, (67)
де всі позначення ті ж, що і в формулі (65).
Додатковий обсяг цукрового сиропу обчислюють за формулою
. (68)
Варіант 5. Коли фортеця купажу нижче, а екстрактівность вище передбачених рецептурою, розрахунок ведуть в два етапи. На першому етапі попередньо визначають потребу в спирті і воді по наступним формулам
; . (69)
Потім в залежності від результатів вибирають формули для остаточного розрахунку. Якщо W менше Е, то остаточна кількість доданого спирту визначають за формулою
, (70)
а кількість цукрового сиропу за формулою
. (71)
Якщо ж W більше Е, то для розрахунку остаточної кількості спирту та води застосовують формули (72 і 73).
; (72, 73)
Варіант 6. У тому випадку, якщо фортеця купажу відповідає кондиції, а екстрактівность нижче передбаченої за рецептурою, то додатковий обсяг спирту, що підлягає внесенню в купаж, розраховують за формулою
, (74)
а додаткову кількість цукрового сиропу за формулою
. (75)
Варіант 7. Фортеця купажу виробу відповідає кондиції, а екстрактівность вище передбаченої за рецептурою. У цьому випадку попередньо визначають обсяг води для розведення загального екстракту
. (76)
Потім визначають обсяг спирту, який потрібно додати до отриманого об'єму води W за формулою
. (77)
Остаточний обсяг води, який потрібно додати в купаж, визначають потім за формулою
. (78)
Варіант 8. Фортеця купажу вище передбаченої за рецептурою, екстрактівность відповідає кондиції. Спочатку визначають потребу у воді для пониження фортеці купажу за формулою
. (79)
Потім розраховують обсяг цукрового сиропу, який необхідно додати до обчисленого об'єму води W, за формулою
. (80)
Після рішення цих рівнянь визначають остаточний обсяг води, який потрібно додати в купаж за формулою
. (81)
Варіант 9. Фортеця купажу вище, а екстрактівность нижче передбаченої за рецептурою. У цьому випадку попередньо визначають потребу у воді для пониження фортеці купажу W за формулою (79) і потреба в цукровому сиропі для підвищення екстрактивності вироби Y за формулою
. (82)
Після рішення цих рівнянь в залежності від отриманих результатів вибирають формули для остаточного розрахунку. Якщо W більше Y, то остаточна кількість додається в купаж цукрового сиропу розраховують за формулою
, (83)
а остаточну кількість води за формулою
. (84)
Якщо ж W менше Y, то кількість додається в купаж спирту визначають за формулою
, (85)
а кількість доданого цукрового сиропу за формулою
. (86)
Варіант 10. Фортеця і екстрактівность купажу вище передбачених за рецептурою. У цьому випадку попередньо визначають потребу у воді для пониження фортеці W ₁ і для зниження змісту екстракту W _2.
; . (87, 88)
У залежності від отриманих результатів вибирають формули для остаточного розрахунку. Якщо W ₁ менше W _2, потреба в спирті і воді для виправлення купажу визначають за формулами (89, 90). Якщо ж W ₁ більше W _2, то розраховують об'єм води і цукрового сиропу для внесення в купаж за формулами (91, 92).
; . (89, 90)
; . (91, 92)
6.3.3. Приклад
У сортувальному чані знаходиться 600 дал сортування фортецею 39,6% об. Скільки ректифікованого спирту міцністю 96,5% про необхідно додати в чан, щоб довести фортеця сортування до 40% об? Обчислити об'єм виправленої сортування.
Рішення. За умовою завдання фортеця приготовленої сортування нижче необхідної, отже має місце варіант 1 виправлення купажу. Необхідний обсяг спирту для зміцнення купажу визначаємо за формулою (63)
дав.
Обсяг сортування після виправлення обчислюють без урахування контракції
дав.

6.4. Завдання та задачі
1. Потрібно приготувати 450 дал сортування фортецею 45% об. Скільки ректифікованого спирту міцністю 96,0% об. і виправленої води необхідно задати в сортувальний чан?
2. Потрібно приготувати 150 дав водно-спиртового розчину міцністю 70% об. з ректифікованого спирту міцністю 96,2% об. Розрахувати необхідну кількість спирту і води.
3. Зробити розрахунок купажу для виготовлення 1000 дал наливки «Слив'янка» з цехових напівфабрикатів, показники яких відрізняються від стандартних. Дані про якість стандартних і цехових напівфабрикатів наведені в нижченаведених таблицях. Рецептура наливки «Слив'янка» приведена в додатку 17.
Характеристика стандартних напівфабрикатів

Напівфабрикати	Фортеця,% об	Загальний вміст, г/100 мл
		Цукру в перерахунку на сахарозу	Екстрактивних речовин	Кислот у перерахунку на лимонну
Сливовий сік спиртований	25,0	5,4	9,2	0,8
Чорносливовий морс 1 і 2 зливу	45,0	7,0	12,0	0,8
Цукровий сироп (65,8%)	-	86,93	-	-

Характеристика цехових напівфабрикатів

Напівфабрикати	Фортеця,% об	Загальний вміст, г/100 мл
		Цукру в перерахунку на сахарозу	Екстрактивних речовин	Кислот у перерахунку на лимонну
Сливовий сік спиртований	24,5	5,8	9,4	0,6
Чорносливовий морс 1 і 2 зливу	44,6	6,7	11,5	0,9
Цукровий сироп	-	85,5	-	-
Спирт ректифікований ст. о.	96,3	-	-	-