Расчет расхода сырья и материалов при производстве сброженно-спиртованных соков

Сброженно-спиртованные соки являются виноматери-алами, из которых готовят крепленые плодово-ягодные вина. Слабокислые соки обычно сбраживают до 5% об., а кислые—до 8% об. спирта. Остаточное количество сахара в сброженном соке (недоброд) по ГОСТу должно быть не более 0,5 г/100 см3. Спиртуют плодово-ягодные соки до 16% об. спирта. При производстве сброженно-спиртованных соков потери спиртуозности составляют 0,2% об. Поэтому при расчетах требуемую крепость сброженно-спиртованных соков берут 16,2% об.

Цель работы. Научиться определять необходимое количество сахара для приготовления плодово-ягодного сусла и спирта для спиртования сброженных соков.

Задание. Провести расчеты по производству сброженно-спиртованных соков. Для упрощения расчетов коэффициенты Е, округленные до сотых, уже вычислены. В условиях задач соки должны значительно различаться по сахаристости. Это позволит сделать вывод о том, как сахаристость сока влияет на расход сахара.

Пример 1. Необходимо рассчитать расход яблочного сока, спирта и сахара для приготовления 200 дал необработанного сброженно-спиртованного сока. В соке содержится сахара 8 г/100 см3, сбраживание ведут до 5% об. спирта, остаточное количество сахара (недоброд) в сброженном сусле 0,3 г/100 см3. Крепость сброженно-спиртованного сока с учетом снижения спиртуозности 16,2% об. Для спиртования используют спирт-ректификат крепостью 96% об. Потери на брожение 1%, на дрожжевые и клеевые осадки—2%.

При расчете выполняют следующие операции.

Определяют содержание сахара (по инверту) в сусле перед брожением (Сс), которое необходимо для получения за счет брожения 5% об. спирта с учетом остаточного количества сахара в сброженном сусле 0,3 г/100 см3:

Сс = (аССб / 0,589) + Сос

где аССб — крепость сброженного сусла (спирт естественного наброда), % об.; Сос — остаточное количество сахара в сусле, г/100 см3; 0,589—коэффициент выхода безводного спирта в л из 1 кг инвертного сахара.

Сс= (5 * 0,589 + 0,3 = 8,789 =8 ,8 г/100 см3

Определяют объем сброженного сусла (Усс6) с учетом коэффициента Е (дал):

Усс6 = Ув/М * Е

где Ув/М — объем сброженно-спиртованного сока (виноматериала), дал; Е—вычисленный

коэффициент, зависящий от наброда спирта в сусле и крепости, до которой спиртуется сброженный сок (при спиртовании до 16,2% об. и сбраживании до 5% об. Е =0,8869, а при сбраживании до 8% об. Е=0,9146; если спиртуют до 16,1% об., то коэффициент Е равен соответственно 0,8879 и 0,9156).

Уссв = 200 * 0,8869 = 177,4 дал.

Определяют объем сусла, направляемого на брожение (Ус), с учетом потерь и отходов при брожении (дал):

Ус = (Уссб * 100) / [100 – (П1 + П2)]

где Уссб — объем сброженного сусла, дал; П1 —потери при брожении, %; П2 — дрожжевые и клеевые осадки (отходы), %; 100 — коэффициент пересчета процентов.

Ус = (177,4 * 100) / [100 – (100 + (1 + 2)] = 182,9 дал

Расход свежего сока (Усок) определяют по формуле (дал)

Усок = Ус * Е

где Ус — объем сусла, направленного на брожение, дал; Е—вычисленный коэффициент, зависящий от сахаристости сусла и сока и от содержания сахарозы в товарном сахаре.

Коэффициент Е определяют по формуле

Е = (С – 0,589 * Сс) / (С – 0,598 * Ссок)

где С – содержание сахарозы в товарном сахаре (99,75 %); Сс – сахаристость сусла, г/100 см3; Ссок – сахаристость сока, г/100 см3.

Для условий рассматриваемой задачи он будет равен

Е = (99,75 – 0,589 * 8,8) / (99,75 – 0,598 * 8) = 0,9950

Следовательно, Усок = 182,9 * 0,9950 = 182 дал

Расход безводного спирта А для спиртования сброженного сока определяют по формуле (дал)

А = (Ув/М * ав/м – Уссб * ассб) / 100;

где Ув/М –объем сброженно-спиртованного сока (виноматериала), дал; ав/м – крепость виноматериала, % об.; Уссб – объем сброженного сусла, дал; ассб – крепость сброженного сусла , % об.

А = (200 * 16,2 – 177,4 * 5) / 100 = 23,5 дал.

Расход спирта-ректификата (Аср) = (А * 100) / а,

где А – объем безводного спирта, дал; а – крепость спирта-ректификата, % об.; 100 - коэффициент пересчета процентов.

(Аср) = (23,5 * 100) / 96 = 24,5 дал.

Объем контракции спирта (Б) определяют от количества безводного спирта (дал):

Б = А * 0,08,

где А — количество безводного спирта, 0,08 — коэффициент контракции.

Б = 23,5 * 0,08=1,9 дал.

Количество сахарозы на брожение (Дсах), которое необходимо добавить к сахару, имеющемуся в соке, определяют по формуле (кг)

Дсах = [(Ус * Сс - Усок * Ссок) * 0,95)] / 10

где Ус — объем сусла, направляемого на брожение, дал; Сс — сахаристость сусла, г/ 100 cм3; Усок—объем свежего сока, дал; Ссок — сахаристость свежего сока, г/100 cм3; 10 — коэффициент пересчета в кг; 0,95 — коэффициент пересчета инвертного сахара в сахарозу. Дсах = [(182,9 * 8,8 – 182,8 * 8,0) * 0,95)] / 10 = 14,6 кг

Расход товарного сахара (Дтов) устанавливают по формуле (кг)

Дтов = (Дсах * 100) / С

где Дсах—количество сахарозы, кг; С—содержание сахарозы в товарном сахаре, %; 100—коэффициент пересчета процентов.

Дтов = (14,6 * 100) / 99,75 = 14,7 кг

Сахаристость сброженно-спиртованного сока (виноматериала) определяют по формуле (г/100 cм3)

Св/м = (Уссб * Сос) / Ув/м

где Уссб — объем сброженного сусла, дал; Сос — остаточная сахаристость сброженного сусла, , г/100 cм3, Ув/м - объем спиртованного сока (виноматериала), дал.

Св/м = (177,4 * 0,3) / 200 = 0,27 г/100 cм3

Проверка расчета:

Ув/м = Уссб + Аср – Б = 177,4 + 24,5 – 1,9 = 200 дал

ав/м = [(177,4 * 5) / 100 + 23,5] * 100 / 200 = 16,2 % об.