2013-03-28

1

Buraki

Buraki cukrowe

cukrowe – przeznaczone głównie do produkcji cukru,

zawartość sacharozy: 13 20%.
Melasa

Melasa – odciek po produkcji cukru z buraka cukrowego.
Zawartość cukru (sacharozy) wynosi ok. 50%.
Jabłka

Jabłka – przerabiane głównie w okresie dużego urodzaju lub
gdy nie nadają się do bezpośredniej konsumpcji. Wydajność
spirytusu ze 100 kg - 5,5

6 l sp. 100% obj.

Ś

liwki

Ś

liwki – wykorzystywane głownie do wyrobu śliwowicy.

Wydajność spirytusu ze 100 kg śliwek - 4,5

5,5 l sp. 100%

obj.
Odpady

Odpady przemysłu

przemysłu owocowo

owocowo--warzywnego

warzywnego – m.in. wytłoki

jabłkowe,

powstające

przy

produkcji

moszczów

przeznaczonych do wyrobu win lub soków pitnych.
Przemysłowe

Przemysłowe przetwory

przetwory owocowe

owocowe wycofane

wycofane z

z obrotu

obrotu

(przeterminowane kompoty, dżemy, marmolady, suszone
owoce.
Warzywa

Warzywa (cebula, marchew jadalna, buraki ćwikłowe, dynia).

2013-03-28

2

Kleikowanie skrobi – zjawisko

wykorzystywane w gorzelnictwie

Ź

ródło skrobi

Temp. kleikowania [

o

C]

Jęczmień

Pszenica

Ż

yto

Kukurydza

Ryż

Sorgo

52-59

58-64

57-70

62-72

68-77

68-77

Ź

ródło: Kelsall and Lyons, 1999

2013-03-28

3

Celem parowania surowców zawierających

skrobię jest:

1. Przekształcenie skrobi w formę rozpuszczalną, co gwarantuje

dobry jej kontakt z enzymami dozowanymi w procesie zacierania.

Rys. Obraz z mikroskopii skaningowej skrobi z
pszenicy podczas parowania w temp. 120

o

C

po 20; 40; 60; 80; 100 i 120 min.

Ź

ródło: K. Srikaeo; Microscopy and Image Analysis

Techniques for Quality Control in Food Industry: A Case
Study of Wheat Grain Cooking Process; Journal of
Microscopy Society of Thailand 2008, 22: 46-49;

Parowanie surowców odbywa się w środowisku silnie uwodnionym, z

uwagi na zjawisko

pęcznienia skrobi (w temp. ok. 46

o

C) w procesie jej

rozpuszczania. Jest to związane z dyfuzją wody do wnętrza ziaren skrobiowych.

W trakcie pęcznienia ziarno skrobi zwiększa swoją objętość 60÷100-krotnie;

wzrasta również lepkość zawiesiny.

W trakcie ogrzewania temperatura wzrasta i zachodzi proces określany

mianem

kleikowania skrobi. Temperatura, w której to zjawisko zachodzi jest

różna dla każdego rodzaju skrobi (58-62

o

C). Po przekroczeniu temp. 124

o

C (dla

ż

yta) ÷ 146

o

C (dla kukurydzy) skrobia przechodzi w postać rozpuszczalną

(

upłynnienie skrobi) – obniża się lepkość zawiesiny. Ważne jest aby

rozpuszczoną skrobię przed jej schłodzeniem rozłożyć przynajmniej do dekstryn,

ponieważ schłodzenie r-ru skrobi poniżej 65

o

C powoduje że staje się znowu

lepka, a poniżej 55

o

C zastyga w „pastowatą” masę, trudną do scukrzenia.

2013-03-28

4

2. Zniszczenie

komórkowej

struktury

surowca,

umożliwiające

wypłynięcie rozpuszczonej skrobi poza ściany komórek.

Działanie

termiczne

powoduje

rozpuszczenie

substancji

inkrustujących

(hemicelulozy i pentozany) celulozowy, bardzo odporny na wysoką temperaturę,

szkielet ścian komórkowych. Ww. substancje rozpuszczają się w temperaturze

145÷150°C, przez co okrywa nasienna traci swoją jędrność, staje się wiotka,

porowata i bardziej podatna na zniszczenie. Podczas działania na surowiec

skrobiowy wysoką temperaturą, ściany komórek zostają osłabione, ale nie

całkiem zniszczone.

Parowanie zatem nie polega jedynie na działaniu wysokich temperatur na

tkanki roślinne, ale również na mechanicznym działaniu wysokiego ciśnienia (0,4

MPa), a właściwie na jego spadku w masie parowanego surowca, zachodzącego

podczas spustu uparowanej masy z parnika do kadzi zaciernej.

Podczas przetłaczania uparowanej masy z parnika, w którym panuje ciśnienie

0,4÷0,5

MPa

do

kadzi

zaciernej,

pracującej

w

warunkach

ciśnienia

atmosferycznego, następuje eksplozja poszczególnych komórek (woda zawarta w

surowcu zmieniając stan skupienia zwiększa swoją objętość około 900-krotnie).

3. Sterylizacja surowca

2013-03-28

5

2013-03-28

6

BEZCIŚNIENIOWE UWALNIANIE SKROBI (BUS)

Około połowa energii zużywanej w gorzelni rolniczej przeznaczona jest na
procesy uwalniania skrobi z surowca oraz jej upłynniania i hydrolizy.

Technologia BUS ogranicza w istotny sposób:

zapotrzebowanie na energię cieplną,

zużycie wody,

ilość odprowadzanych ścieków.

Metoda bezciśnieniowego uwalniania skrobi jest technologią, której początki
sięgają XV wieku, a nawet XII kiedy alchemik Salernus produkował aqua vitae z
zacierów zbożowych. Ponowne zainteresowanie metodą BUS w ostatnich latach
spowodowane jest

poszukiwaniem

bardziej

efektywnych, ekologicznych

i

ekonomicznych technologii produkcji spirytusu.

Wprowadzenie technologii bezciśnieniowego uwalniania skrobi pozwala na uzyskanie

następujących efektów:

1.

Zmniejszenie zapotrzebowania na energię cieplną – około połowa całkowitej energii
zużywanej w gorzelni przeznaczona jest na uwalnianie skrobi z surowca oraz w
procesach jej upłynniania i hydrolizy. Zysk energetyczny wynosi w granicach 19 – 36%,
przy czym wielkość ta stanowi różnicę pomiędzy oszczędnością w zużyciu energii
cieplnej a zwiększeniem zapotrzebowania na energię elektryczną. Oszczędności (w
dużej mierze uzyskiwane w procesie zacierania) w zużyciu energii cieplnej są większe
niż zmniejszenie całkowitego zużycia energii.

2.

Wzrost wydajności alkoholu o około 0,1 – 0,95 l ze 100 kg surowca, spowodowany
lepszym wykorzystaniem węglowodanów w procesie fermentacji alkoholowej. W
procesie ciśnieniowej obróbki surowców następują straty cukrów: związane z
tworzeniem produktów karmelizacji (wpływają inhibitująco na proces fermentacji) oraz
produktów nie ulegających fermentacji (m.in. w wyniku ich reakcji z aminokwasami).

3.

Możliwość zmniejszenia zużycia wody, w wyniku zastąpienia wywarem części wody
technologicznej używanej do przygotowania zacieru.

4.

Zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska przez ograniczenie emisji spalin.

5.

Zwiększenie wartości paszowej wywaru poprzez podwyższenie w nim suchej substancji
o 10 – 28% oraz białka surowego o 10 – 32%.

6.

Skrócenie czasu fermentacji w stosunku do metody ciśnieniowo – termicznej w wyniku
szybkiego zafermentowania.

2013-03-28

7

METODA CIŚNIENIOWO-

TERMICZNA

METODA BEZCIŚNIENIOWEGO

UWALNIANIA SKROBI

Ogólne zużycie energii

[kWh /1000 l spirytusu 100% obj.]

3300

2100÷2350

Zużycie energii elektrycznej

[kWh /1000 l spirytusu 100% obj.]

28

58÷64

Energia ogółem [%]

100

64÷71