Strona Główna 
Forum
News
Teoria
Aparatura
Budowa
Produkcja
Galeria
FAQ Czarnej Oliwki
Linki
Download

vsop
bimber_hobby
wendliny_domowe

Produkcja przemysłowa


Produkcja
"Gorzelnictwo i drożdżownictwo"
Wyd. Szkolne i Pedagogiczne Warszawa 1980r.
Jerzy Jarociński i Kazimierz Jarosz
(thx J.Z.D. za pomysł i pomoc w zredagowaniu)

Jakkolwiek od roku wydania powyższej pozycji minęło już niemało czasu, świat poszedł do przodu, rozwinęła się technologia produkcji, itd., to w przeważającej większości proces produkcyjny pozostał niezmienny. Jeśli jednak, szanowny czytelniku, rozwinąć chcesz swoją wiedzę, w oparciu o czasy obecne, zachęcam do kupna książki w księgarni lub np. na ksiazki.wp.pl, sklep.wsip.com.pl, www.podreczniki-gandalf.pl.


  • Surowce wykorzystywane w przemyśle gorzelnianym
  • Parowanie
  • Słodowanie
  • Zacieranie
  • część II...

    Surowce wykorzystywane w przemyśle gorzelnianym

    Podstawowe surowce okopowe

    • Ziemniaki - Uprawa ziemniaków w Polsce rozpoczęła się pod koniec XVII w., kiedy to król Jan Sobieski przywiózł je ze swojej wyprawy wiedeńskiej. W XVIII w. uprawa rozpowszechniła się w całym kraju, a w I poł. XIX w. ziemniaki stały się głównym surowcem gorzelniczym. Bulwy ziemniaczane mają różne zabarwienie skórki i miąższu oraz zróżnicowany kształt i wielkość. Masa jednej bulwy waha się w granicach 20-150 g, chociaż można spotkać ziemniaki zarówno drobniejsze, jak i większe. Ziemniaki dzieli się pod względem ich przeznaczenia na: jadalne, pastewne i przemysłowe.

      Ziemniaki jadalne odznaczają się dobrym smakiem, ładnym wyglądem i sypkością po ugotowaniu. Ziemniaki pastewne powinny być przede wszystkim plenne, natomiast ziemniaki przemysłowe po-winny zawierać jak najwięcej skrobi. Dlatego w gorzelnictwie należy stosować ziemniaki wysokoskrobiowe zawierające powyżej 18% skrobi. Im wyższa jest zawartość skrobi w ziemniakach, tym lepsza wydajność spirytusu i tym tańszy transport. Ziemniaki przemysłowe powinny być również odporne na choroby (zwłaszcza na raka) oraz nie powinny się szybko wyradzać. Następną cechą charakteryzującą dobry surowiec jest odpowiednia dojrzałość bulwy. Wówczas skórka jest sucha, szorstka, a ziemniaki lepiej się przechowują i mniej tracą na wadze. Oprócz skrobi, której zawartość wynosi średnio ok. 17%, ziemniaki zawierają ok. 1% błonnika (celulozy) gromadzącego się głównie w korkowej, zewnętrznej warstwie skórki. Młode ziemniaki zawierają jeszcze ok. 1,55% pentozanów. Związki azotowe występują w postaci białka, aminokwasów i amidów. Jeden z aminokwasów - tyrozyna, pod działaniem tlenu powietrza daje związek o ciemnej barwie, zwany melaniną. Tym tłumaczy się ciemnienie rozciętych ziemniaków i ich miąższu. Popiół składa się z soli potasu, magnezu, wapnia, sodu oraz innych pierwiastków. Występują w nim również związki 17 fosforu i siarki. Pod względem biologicznym i spożywczym bardzo ważna jest zawartość witaminy C, której ilość może dochodzić do 50 mg w 100 g ziemniaków. Natomiast substancją szkodliwą dla ludzi i zwierząt jest glikozyd solanina. Ilość jej wzrasta w ziemniakach kiełkujących i dlatego ich spożywanie i spasanie w większych ilościach jest niebezpieczne. Nie należy używać na paszę również wywaru ze skiełkowanych ziemniaków.

      Różnica między procentową zawartością suchej masy oraz skrobi jest dla ziemniaków wielkością stałą i wynosi ok. 5,75. Ponieważ każdej wartości masy właściwej odpowiada pewna zawartość suchej masy, pomiar masy właściwej jest wykorzystany do oznaczania skrobiowości ziemniaków.
      Według najnowszych danych zawartość suchej masy nie-skrobiowej waha się w granicach 4,7- 6,8% i zależy od warunków glebowych oraz atmosferycznych. Przyjmując średnią 5,75% popełnia się niewielki błąd.

      Zawartość skrobi w ziemniakach jest zmienna. Ponieważ jest ona najcięższym składnikiem ziemniaka - masa właściwa ziemniaków jest tym większa, im więcej zawierają skrobi.

    • Buraki cukrowe są przede wszystkim surowcem dla cukrowni, ale można je również przerabiać w gorzelni na spirytus. W Europie południowo-zachodniej buraki są głównym surowcem gorzelniczym, gdyż ich uprawa jest bardzo rozpowszechniona, plony wysokie, a ze 100 kg surowca uzyskuje się 9-i-lO 1 spirytusu 100-procentowego. W Polsce przerabia się buraki sporadycznie, najczęściej wówczas, gdy wskutek niepomyślnych warunków atmosferycznych pozostają w polu do stycznia i wówczas kończy się kampania cukrownicza, co uniemożliwia przerób buraków na cukier. Produkcja spirytusu jest kłopotliwa, ponieważ gorzelnie nie mają ani krajalnic, ani dyfuzorów czyli urządzeń do wypłukiwania z buraków cukru.

    up Góra

    Surowce zbożowe

    • Jęczmień - Jęczmień należy do najstarszych roślin uprawnych. Użytkowanie jego jest wielostronne. Od najdawniejszych czasów był znany jako surowiec do wyrobu piwa. W gorzelnictwie rolniczym jęczmień jest najważniejszym surowcem pomocniczym, a w krajach anglosaskich - surowcem głównym do produkcji wódek typu whisky. Rozróżnia się dwa gatunki jęczmienia: jary dwurzędowy oraz ozimy cztero- i sześciorzędowy. Jęczmień jary jest uprawiany w całej Polsce, niemal we wszystkich gospodarstwach rolnych. Natomiast jęczmień ozimy uprawia się bardzo rzadko. Przyczyną tego jest wrażliwość jęczmienia ozimego na mrozy przy braku śniegu oraz odwrotnie - skłonność do tzw. wyprzenia przy zbyt grubej pokrywie śnieżnej. Jęczmień jary jest lepszy do produkcji piwa, natomiast z ozimego jest lepszy słód gorzelniczy. Ponieważ jednak uprawa jęczmienia ozimego jest mało rozpowszechniona, do produkcji słodu stosuje się najczęściej jęczmień jary.

    • Żyto - Żyto jest najbardziej rozpowszechnioną rośliną uprawną w Polsce i jest głównym zbożem chlebowym. Nadaje się również do przerobu na spirytus i w ostateczności na słód. Żyto, a zwłaszcza jego odpadki młynarskie, są stosowane jako pasza.

      Do przerobu na spirytus stosuje się ziarno zdrowe w celu otrzymania wódki - żytniówki lub starki. Przerabia się również ziarno nie nadające się do spożycia ani na paszę. Spirytus otrzymany z nieodpowiedniego surowca można albo zmieszać ze spirytusem ziemniaczanym, albo magazynować oddzielnie i przy wysyłce oznaczyć jego pochodzenie. To samo dotyczy spirytusu wyprodukowanego z innych zbóż lub odpadków przemysłu młynarskiego.
      Uprawa żyta w Polsce zyskała wielką popularność dzięki temu, że ma ono niewielkie wymagania glebowe i nawozowe. Jako surowiec gorzelniczy żyto należy do bardzo wydajnych, a wywar z żyta ma wartość paszową znacznie wyższą niż wywar z ziemniaków. Jednak wobec deficytu zbóż chlebowych w Polsce zużycie ich w gorzelniach jest ograniczone.

    • Kukurydza - O ile w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej i w Związku Radzieckim kukurydza jest jednym z ważniejszych surowców gorzelniczych to w Polsce jest stosowana. sporadycznie i tylko wtedy, gdy ziarno uległo zepsuciu lub zostało silnie zaatakowane przez szkodniki. Kukurydza jest doskonałą paszą dla inwentarza i dlatego w instytutach hodowli roślin są prowadzone prace mające na celu adaptację odmian kukurydzy do naszych warunków klimatycznych.

      Ziarno kukurydzy łatwo się przerabia w gorzelni, a wywar kukurydziany ma najwyższą wartość pokarmową. Ponieważ wydajność spirytusu z kukurydzy jest wysoka - ok. 35 1 ze 100 kg, dlatego kukurydza jest uznana za jeden z najlepszych surowców gorzelniczych.

    • Inne surowce rolnicze - W gorzelniach można również przerabiać wszystkie warzywa oraz okopowe rośliny pastewne. Ponieważ jednak zarówno jednego, jak i drugiego surowca jest jeszcze ciągle za mało, dlatego trafiają one do gorzelni rzadko i zazwyczaj w stanie zepsutym - zmarznięprzemysłowgote lub zgniłe. Ponadto są to surowce mało wartościowe, zawierające 5-10°/o cukrów, a zatem ich przerób nie bardzo się opłaca. Do nieco lepszych surowców zalicza się buraki półcukrowe, marchew jadalną lub buraki ćwikłowe, do gorszych zaś buraki pastewne, brukiew, rzepę, marchew pastewną, pietruszkę, dynię i topinambur. Znacznie częściej od wymienionych warzyw stosuje się w gorzelniach owoce, a zwłaszcza jabłka. W latach wielkiego urodzaju brak jest zbytu na gorsze gatunki jabłek, a zwłaszcza na spady. Wówczas trafiają one do gorzelni, gdzie z przerobem ich nie ma trudności. Jabłka zawierają przeciętnie 8% cukru, a wydajność 100-procentowego spirytusu waha się w granicach 3-4,5 1 ze 100 kg surowca. Śliwki oraz inne owoce bardzo chętnie przerabiają małe gorzelnie owocowe znajdujące się przy wytwórniach wódek gatunkowych. Wywar nie nadaje się na paszę.

    up Góra

    Surowce pochodzenia przemysłowego

    • Melasa buraczana lub trzcinowa - Najcenniejszym, drugim po ziemniakach surowcem gorzelniczym stosowanym w Polsce jest melasa buraczana lub trzcinowa. Produkcja melasy buraczanej w Polsce jest bardzo wysoka i wynosi przeciętnie 250 tys. ton rocznie. Z tego ponad 150 tys. ton przerabiają gorzelnie na spirytus.
      Dzięki dużej zawartości cukru (sacharozy) melasa jest cennym surowcem gorzelniczym, ale jest przerabiana głównie w dużych gorzelniach przemysłowych. Tylko niewielkie ilości melasy trafiają do gorzelni rolniczych, co jest uzasadnione głównie tym, że wywaru melasowego nie można używać jako paszy. W gorzelniach rolniczych melasę stosuje się jako dodatek do zacierów ziemniaczanych, co ma niewielki wpływ na obniżenie wartości paszowej wywaru.

    • Odpady przemysłowe - Z odpadków przemysłu krochmalniczego gorzelnie przerabiają poślednie gatunki krochmalu, tzw. sekundoskrobie, i szlamy krochmalnicze rozcieńczone wycierką i wodami sokowymi. W niektórych przypadkach do przerobu na spirytus może być użyty zanieczyszczony syrop ziemniaczany (hydrolizat skrobi).
      Z odpadków przemysłu młynarskiego gorzelnie przerabiają te wszystkie produkty, które nie nadają się na paszę dla inwentarza. Są to przede wszystkim nasiona chwastów (wyczka, kąkol, łopucha i in.) zmieszane zazwyczaj z maleńkimi kamykami i połówkami ziarna. Taką mieszaninę otrzymuje się przy oczyszczaniu ziarna w tryjerze. Przerób nasion chwastów nie nastręcza w gorzelni większych trudności; ze 100 kg uzyskuje się do 20 1 100-procentowego spirytusu.
      Jeszcze lepszym surowcem są tzw. wytrzepy i zmiotki, które są zanieczyszczoną mąką. Wreszcie sporadycznie kieruje się do przerobu w gorzelni mąkę, kasze i otręby silnie zaatakowane przez szkodniki lub stęchłe i spleśniałe. Te pasze, natomiast nie mają większego wpływu na wydajność przy przeróbce na spirytus.
    • Odpady przemysłu owocowo - warzywnego - rzadko są przerabiane przez gorzelnie, jednak wskazane jest, aby przy dużych przetwórniach owocowo-warzywnych znajdowały się małe gorzelnie. Począwszy od czerwca, kiedy przetwórnia przyjmuje owoce miękkie, pewna ich część nie nadaje się do przerobu na dżemy i marmolady, ale może być przerobiona na spirytus. Również sfermentowane soki pitne, syropy, dżemy oraz spleśniała marmolada nadają się tylko do przerobu w gorzelni. W wytwórniach win tysiące litrów osadów winnych można kierować bezpośrednio do odpędzania, podobnie jak wina z wadami smaku i zapachu, a więc nie nadające się do spożycia.
    • Odpadki przemysłu celulozowego - w postaci płynów zawierających ok. 2°/o cukru są przerabiane w gorzelniach w dużych ilościach. Są to tzw. ługi pocelulozowe (posiarczynowe) zawierające glikozę powstałą z częściowej hydrolizy celulozy. Ługi te poddaje się fermentacji i otrzymuje ok. 1 1 spirytusu 100-procentowego ze 100 1 ługów lub prowadzi się na ługach hodowlę drożdży pastewnych, które wykorzystują znajdujący się w ługach cukier do budowy swoich komórek.
    • Gorzelnie mogą również wykorzystywać do przerobu na alkohol odpadki przemysłu piekarskiego. Są to przede wszystkim pozostałości chleba zwróconego ze sklepów. Chleb czerstwy, czasem zapleśniały, ma mniejszą wartość przerobową. W zależności od zawartości wilgoci w chlebie ze 100 kg otrzymuje się 18-25 1 100-procentowego spirytusu.

    up Góra

    Parowanie

    Wszystkie surowce roślinne należy po oczyszczeniu poddać działaniu wody i wysokiej temperatury, czyli rozgotować. Rośliny okopowe zawierają 70-80% wody, natomiast ziarno 13-15%. Dlatego jedne z nich poddajemy działaniu samej pary wodnej, a drugie działaniu wody i pary. Pod wpływem tych dwu czynników ziarna skrobi ulegają różnym przemianom.

    Wielkość ziaren skrobi jest różna. Największe ziarna mają ziemniaki, drobniejsze - owies, jęczmień i proso, a najdrobniejsze ryż. Ziarna skrobi składają się z małych igiełek, które są ułożone promieniście, tworząc jakby sferokryształ. Poszczególne igiełki są zbudowane z łańcuchów amylozy i siateczek amylopektyny.

    W temperaturze powyżej 40°C rozpoczyna się pęcznienie ziarn skrobi. Woda zawarta w soku komórkowym powoduje rozluźnienie wiązań między poszczególnymi igiełkami skrobi, a w miarę wzrostu temperatury zachodzi kleikowanie skrobi. Skrobia ziemniaczana kleikuje już w temp. 55-65°C, podczas gdy skrobia zbożowa - w temp. 60-80°C

    komórki ziemniaka

    Większe ziarna skrobi szybciej kleikują niż małe, tworząc jednocześnie galaretowatą masę. W temperaturze poniżej 100°C kleik jest bardzo lepki, a w miarę wzrostu temperatury lepkość się zmniejsza. Przy ochłodzeniu poniżej temp. 60°C kleik skrobiowy zaczyna gęstnieć, a poniżej temp. 55°C zastyga w postaci galarety.

    Aby skleikować skrobię zawartą w ziarnie, należy dodać czterokrotną w stosunku do skrobi ilość wody. Pod działaniem wody następuje pęcznienie ziarna i to tym szybciej, im wyższa jest temperatura. W czasie gotowania ziarna z wodą pod ciśnieniem zachodzą różne przemiany. Skórka lub okrywa owocowo-nasienna zbudowana z celulozy ulega mechanicznemu rozerwaniu wskutek silnego napęcznienia ziarna, a ścianki komórek stają się gąbczaste i przepuszczalne dla kleiku skrobiowego. Dzieje się to dzięki temu, że pentozany, z których są częściowo zbudowane błony komórkowe, pod wpływem wysokiej temperatury ulegają rozpuszczeniu w wodzie. Mało odporne na wysoką temperaturę są substancje azotowe, jak białka i aminy. Po denaturacji część substancji azotowych ulega rozpuszczeniu w wodzie. Skrobia po napęcznieniu i rozluźnieniu komórek kleikuje, jeżeli ma wystarczającą ilość wody. Takie całkowite skleikowanie skrobi nazywa się rozpławieniem; zachodzi ono szybciej w wyższej temperaturze.

    Tabela V-1
    Rozkład maltozy i sacharozy w zależności od temperatury środowiska
    TemperaturaMaltozaSacharoza
    [C]ubytki cukru w %ubytki cukru w %
    10000
    11001,2
    1200,92,3
    1301,73,5
    1402,64,5
    1504,05,5
    1607,410,4

    Przy parowaniu surowców skrobiowych stosuje się ciśnie-nie 0,4 MPa, co odpowiada temp. 151°C. Jednak w tej temperaturze zachodzi już karmelizacja cukrów prostych i dwu-cukrów, co jest równoznaczne z ich stratą. Im temperatura jest wyższa, a czas jej działania dłuższy, tym straty są większe. Na przykład przy ciśnieniu 0,3 MPa po upływie 1 godziny strat w ogóle nie ma, a po upływie 1,5 godziny wynoszą one ok. 2%. Przy ciśnieniu 0,5 MPa po upływie 1 godziny występuje już 5- 7% strat i dlatego takie ciśnienie stosujemy tylko przez kilka do kilkunastu minut. Przy parowaniu surowców skrobiowych trzeba ustalić taki przebieg procesu technologicznego, który gwarantowałby właściwe rozpławienie surowca przy jak najmniejszych stratach. Rozkład maltozy i sacharozy w zależności od warunków środowiska jest podany w tabeli

    Ziemniaki zawierają średnio 1,7% cukrów ulegających bezpośrednio fermentacji, a więc podatnych na karmelizację. Przy dłuższym działaniu wysokich temperatur skrobia ulega przemianie na dekstryny i karmel, który nie tylko nie fermentuje, ale również hamuje fermentację.

    Jak widać w tabeli V-l - w miarę wzrostu temperatury wzrasta kwasowość i straty, które zwłaszcza w przypadku sacharozy są znaczne. Stąd wniosek, że buraki, marchew i inne produkty zawierające sacharozę nie mogą być gotowane w wysokich temperaturach. Wysokie temperatury sprzyjają również łączeniu się cukrów z aminokwasami, wskutek czego tworzą się brązowe związki melanoidowe kosztem ubytku cukrów. Mają one ujemny wpływ na aktywność słodu (tab. V-2).

    Tabela V-2
    Wpływ związków melanoidowych na aktywność słodu
    Stężenie melanoidówpHAktywność słodu
    w g maltozyw %
    06,06,0100,0
    0,16,05,896,3
    0,26,04,878,3
    0,56,14,675,8
    16,14,367,0

    Parowanie polega nie tylko na działaniu wysokich temperatur na tkanki roślinne, ale również na mechanicznym działaniu wysokiego ciśnienia. W parniku produkt znajduje się pod ciśnieniem 0,4 MPa, ale poszczególne bulwy ziemniaczane lub ziarna zboża pozostają w całości. Z chwilą wejścia do zacierni, wskutek raptownego spadku ciśnienia, woda zawarta w komórkach rozrywa tkanki ziemniaka', uwalniając ich zawartość. To samo dzieje się z ziarnami zboża, które napęczniałe przegrzaną wodą pękają, a skórka i okrywa owocowo-nasienna pozostają puste.

    Skórka ziemniaków oraz łuska i okrywa owocowonasienna zbóż w czasie parowania zostają rozerwane na kawałki, ale tylko pentozany ulegają rozpuszczeniu, natomiast celuloza pozostaje nienaruszona. Wskutek tego skórka i łuska zachowują swoją spoistość. Nie ma to wpływu na inne składniki surowca, ani na płynność całej masy, w której znajdują się drobne płatki łupiny ziemniaka lub łuski ziarna.

    Parnik gorzelniczy

    Do rozgotowywania surowców rolnych stosuje się parniki zbudowane z blachy stalowej o grubości 10-12 mm. Najczęściej spotyka się parniki stożkowe lub cylindryczno-stożkowe

    w których stosunek wysokości części cylindrycznej do części stożkowej wynosi 1:2,5 lub 1:3. Parniki starszego typu mają część cylindryczną wyższą. Pojemność parnika nie powinna przekraczać 5 m3, gdyż większe wymiary nie gwarantują równomiernego i całkowitego rozgotowania surowca.

    Górne dno parnika, zwane dennicą, ma kształt czaszy lub elipsoidy obrotowej. Niektóre parniki mają dennicę o kształcie stożkowym. W środku dennicy znajduje się okrągły lub owalny właz zsypowy o średnicy 300-450 mm. Jest on zaopatrzony w pokrywę osadzoną na zawiasach, którą po przeciwnej stronie zamocowuje się za pomocą stalowego trzpienia, a następnie dociska śrubą. Pomiędzy wywiniętym kołnierzem włazu a przykrywą znajduje się uszczelka wykonana zwykle, z azbestowej taśmy włazowej, wzmocnionej plecionką z miedzianego drutu i nasyconej grafitem.

    Niektóre parniki mają przykrywę włazu zakładaną od wewnątrz, dzięki czemu samo ciśnienie panujące w parniku przyciska przykrywę do korpusu, podobnie jak przykrywy włazów w kotłach walczakowych. Oprócz włazu górnego niektóre parniki mają dodatkowy właz w dolnej części stożkowej, przez który można usuwać kamienie, kawałki metalu lub nie rozgotowane produkty (np. buraki).

    W górnym dnie znajduje się odpowietrznik i zawór bezpieczeństwa. Odpowietrznik jest zwykłą rurką stalową wyposażoną w zawór. Górny koniec tej rurki jest odprowadzony na dach lub poza ścianę gorzelni. Służy ona do wypuszczania powietrza z parnika na początku parowania, do zwiększenia turbulencji czyli falowania i mieszania się masy w parniku oraz do wyrównywania ciśnienia wewnątrz parnika z ciśnieniem atmosferycznym po zakończeniu parowania. Przed rozerwaniem parnika w razie nagłego wzrostu ciśnienia chroni zawór bezpieczeństwa. Każdy parnik powinien być zaopatrzony w manometr wskazujący ciśnienie w granicach 0-8 at (04-0,8 MPa) z dokładną podziałką co 0,1 at. Taki zakres jest potrzebny do corocznej kontroli parnika na ciśnienie, zwanej próbą wodną. Aby parnik mógł bezpiecznie pracować pod ciśnieniem 0,4 MPa, nie może wykazywać przecieków lub odkształceń przy ciśnieniu co najmniej 0,6 MPa.

    up Góra

    Zasady ogólne i przebieg parowania ziemniaków

    Przebieg parowania ziemniaków niskoskrobiowych jest następujący. Najpierw dokładnie napełnia się parnik ziemniakami tak, aby poniżej włazu nie pozostawały puste przestrzenie. Dlatego drewnianą łopatą lub nawet tępym drążkiem upycha się ziemniaki na boki parnika. Jeżeli górne dno parnika jest owalne lub elipsoidalne, to takie upychanie jest konieczne. Następnie zamyka się szczelnie właz i inne zawory, a otwiera zawór do skroplin. Teraz powoli rozpoczyna się ogrzewanie ziemniaków parą górną, tzn. doprowadzaną przewodem mającym wlot pod górnym dnem parnika. Przy zetknięciu się z zimnymi ziemniakami para się skrapla i powstałe w ten sposób skropliny spływają w dół, obmywają ziemniaki i uchodzą przez przewód spustowy do odprowadzania skroplin. Ilość skroplin zależy od temperatury ziemniaków znajdujących się w parniku od czasu parowania. Najmniejsza ilość skroplin wynosi 25% w stosunku do masy ziemniaków, największa przy parowaniu ziemniaków normalnych wynosi 40%, a przy parowaniu zupełnie zmarzniętych ziemniaków - ponad 50%. Z tego można usunąć na zewnątrz około połowę.

    W górnej części parnika ziemniaki stopniowo ogrzewają się coraz silniej i zaczyna z nich wypływać sok komórkowy, który spływa w dół wraz ze skroplinami. Następnie całą zawartość parnika nagrzewa się tak, że przewodem do skroplin zaczyna wydobywać się para. Cały ten cykl, zwany podparowaniem ziemniaków, trwa 20-30 minut i ma na celu usunięcie nadmiaru wody, charakterystycznego dla ziemniaków niskoskrobiowych. Dzięki odprowadzeniu 200-300l skroplin i wód sokowych uzyskuje się zwiększenie gęstości i zmniejszenie ilości zacieru, co daje oszczędność wody i pary przy odpędzaniu. Wprawdzie z sokiem komórkowym uchodzi nieco skrobi i cukrów, ale straty te dochodzą zaledwie do 0,2% ogólnej ilości cukrów zawartych w ziemniakach.

    Odprowadzenie skroplin przy parowaniu ziemniaków zawierających poniżej 15% skrobi trzeba przeprowadzać według sposobu podanego wyżej. Przy parowaniu ziemniaków zawierających 15-16% skrobi należy do chwili ich zagrzania wypuścić tylko część skroplin, to znaczy przez pierwsze 10 minut podparowania. Natomiast ziemniaki średnioskrobiowe, tzn. zawierające 16-17% skrobi mogą być parowane bez wypuszczania wód kondensacyjnych. Po parowaniu wstępnym zamyka się zawór skroplin i pary górnej, a otwiera zawór pary dolnej, doprowadzanej do stożka. O ile poprzednio ciśnienie w parniku było niewiele większe (1,1 at) niż atmosferyczne, to należy otworzyć zawór parowy szeroko, aby szybko doprowadzić ciśnienie w parniku do 0,4 MPa (4 at). Teraz zachodzi właściwe parowanie ziemniaków, które trwa 35-45 minut. Po upływie tego czasu uchyla się zawór spustowy i pobiera próbkę na rozgotowanie. Dobrze uparowana masa ziemniaczana powinna mieć konsystencję płynną, bez grudek, barwę jasnobrązową.

    Nieco inaczej postępuje się przy parowaniu ziemniaków wysokoskrobiowych. W takich bulwach ilość soku komórkowego, a nawet dodane do tego skropliny są niewystarczające do należytego rozpławienia skrobi. Dlatego po załadowaniu parnika ziemniakami i zamknięciu wylotu skroplin należy górnym włazem dodać na każde 100 kg ziemniaków odpowiednią ilość wody w zależności od skrobiowości ziemniaków, a mianowicie: przy zawartości skrobi

    • 18% dać 2 litry wody
    • 19% dać 4 litry wody
    • 20% dać 6 litrów wody
    • 21% dać 8 litrów wody
    • 22% dać 10 litrów wody

    Dobre rozpławienie skrobi osiągnie się wtedy, gdy całkowita ilość wody przekracza co najmniej 4-krotnie zawartość skrobi w ziemniakach.

    Po dolaniu wody zamyka się właz górny, a otwiera zawór odpowietrzający i zawór pary dolnej. Tę parę puszcza się początkowo powoli i odczekuje kilkanaście minut, aż wyprze ona powietrze z parnika. Poznaje się to po energicznym wy-dobywaniu się pary z zaworu odpowietrzającego. Wówczas należy odpowietrznik zamknąć, a zawór pary dolnej otworzyć szerzej, aby szybciej uzyskać ciśnienie 0,4 MPa (4 at). Pod takim ciśnieniem utrzymuje się ziemniaki w ciągu 30-35 minut, po czym można rozpocząć wypuszczanie masy.

    Jeżeli ziemniaki są zmarznięte, to zawierają kilka % cukru, a błony komórkowe są rozerwane przez zamarzniętą wodę. Jeżeli takie ziemniaki rozmarzną, to sok komórkowy zawierający cukier i nieco skrobi wypływa na zewnątrz. Powoduje to duże straty. Dlatego lepiej, aby ziemniaki zamarznięte odmarzły w parniku. Należy więc najpierw wsypać na dno parnika kilkadziesiąt kilogramów ziemniaków zdrowych, a następnie, jeżeli ziemniaki są względnie czyste, wlać do parnika kilkaset litrów wody (ok. 1/3 parnika). Następnie należy wsypać ziemniaki zmarznięte, aż do napełnienia parnika. Gdy ziemniaki odmarzną, wypuszcza się wodę przewodem do skroplin i przystępuje do parowania. Odmarznięcie ziemniaków w wodzie zmniejsza ich zbrylanie się i ułatwia równomierne rozgotowanie.

    Ziemniaki paruje się powoli, początkowo podparowuje się przy otwartym odpowietrzniku, a następnie w ciągu pół godziny przy ciśnieniu 0,15 MPa (1,5 at) należy wypuścić do zacierni wody sokowe zawierające cukier, który w wyższych temperaturach łatwo karmelizuje, po czym dogotowuje się ziemniaki przy ciśnieniu 0,35-0,4 MPa (3,5-4 at). Gotowanie prowadzi się za pomocą pary dolnej przez ok. 1,5 godziny. Jeżeli ziemniaki zamarzły w bryły wraz z okrywającą je ziemią, należy je normalnie umyć w płuczce. W tym przypadku należy się jednak liczyć ze stratami spowodowanymi odpływem soku komórkowego oraz zmiażdżeniem miękkich bulw ziemniaczanych przez ramiona płuczki.

    W podobny sposób przerabia się ziemniaki nadgniłe. Są one miękkie i dlatego nie można ich myć w płuczce, lecz w parniku, do którego daje się na dno porcję ziemniaków zdrowych i leje wodę. Po opłukaniu wypuszcza się brudną wodę zaworem do skroplin i jeżeli woda była bardzo brudna, od góry, jeszcze raz, doprowadza się porcję wody - do momentu, aż zostanie usunięty piasek, który jest szczególnie niebezpieczny dla pomp i aparatów. Po wypłukaniu ziemniaków doprowadza się parę wodną o ciśnieniu 0,2 MPa (2 at), a następnie pod-nosi ciśnienie do 0,4 MPa (4 at) przy otwartym zaworze odpowietrzającym. Ten system parowania zwiększa ruchliwość parowanej masy i usuwa kwasy lotne. Czas parowania jest nieco dłuższy niż przy przerobie ziemniaków zdrowych. Równocześnie należy pamiętać, że nie należy kolejnych dwu zacierów sporządzać z ziemniaków nadgniłych, ale pierwszy zacier należy przygotować z ziemniaków zdrowych, na których rozmnaża się drożdże, a dopiero drugi - z ziemniaków nadgniłych. Zaciery sporządzone z samych ziemniaków zgniłych źle fermentują i dają mało alkoholu.

    up Góra

    Parowanie ziarna

    Do parowania ziarna służą specjalnie parniki cylindryczno-stożkowe mające wewnątrz pionowe mieszadło z kilkoma poziomymi, łopatkowymi, skośnie ustawionymi ramionami. Górna część osi mieonieszadła przechodzi przez górne dno parnika i jest napędzana silnikiem elektrycznym za pośrednictwem przekładni i koła zębatego skośnego. W górnym dnie parnika znajduje się właz służący jako otwór zasypowy dla zboża. Parnik ma ponadto przewód ciepłej wody oraz pary dolnej. Przewód pary górnej jest zbyteczny

    Przebieg parowania jest następujący. Najpierw do parnika wpuszcza się 250 1 wody na każde 100 kg ziarna.' Następnie doprowadza się parę dolną, aby zagrzać wodę i zmusić ją do cyrkulacji. Z kolei wsypuje się ziarno, zamyka właz, włącza mieszadło i po chwili zamyka zawór odpowietrzający. Parowa-nie trwa ponad 1 godzinę, w tym 30-4-40 min przy ciśnieniu 0,4 MPa (4 at). Jeżeli zboże było wilgotne lub bardzo drobne (poślad), parowanie trwa o 15 min dłużej.

    Dobrze rozgotowane ziarno poznaje się po tym, że zacier ma kolor brązowy, łuski są wypełnione płynną zawartością, w palcach dają się rozcierać i są prawie przezroczyste. Jeżeli gorzelnia ma parnik bez mieszadeł, dobrze jest wyposażyć go w zaślepioną na końcu, perforowaną rurę długości 3-4 m, której górny wlot należy przyspawać do króćca pary górnej wewnątrz parnika. Rura powinna być ustawiona ukośnie, a otworki nawiercone w jednym szeregu. Dzięki temu uzyskuje się równomierne rozprowadzenie pary i ruch wirowy całej parowanej masy. Po wlaniu wody i wsypaniu ziarna doprowadza się równocześnie parę dolną i górną przy uchylonym zaworze odpowietrzającym. Takie usprawnienie jest specjalnie zalecane przy przeróbce odpadów przemysłu młynarskiego, takich jak wytrzepy mączne, zmiotki, lub zaatakowanej przez owady mąki, kaszy itp. Mają one skłonność do zbrylania się i dlatego należałoby je parować w parnikach z mieszadłami. Zastosowanie barbotera zwiększa ruchliwość parowanej masy i zmniejsza niebezpieczeństwo zbrylania się produktów mącznych.

    Jeżeli gorzelnia otrzymuje zboże sporadycznie i w niewielkich ilościach (na kilka zacierów), można je parować według podanych wyżej warunków, ale wyłącznie parą dolną i stosując tzw. okresową cyrkulację. Polega ona na otwieraniu w czasie parowania zaworu odpowietrzającego, dzięki czemu ciśnienie spada i z ziarna zawierającego przegrzaną wodę wydobywa się para. Wówczas ziarno nie zalega w stożku parnika i nie zbryla się. Należy ponadto pamiętać, że po wsypaniu zboża do wody w parniku powinno być jeszcze ok. 1/4 wolnej przestrzeni, którą wypełnią skroplmy oraz piana powstała w czasie falowania masy. Ponieważ parnik stożkowy jest u góry najszerszy, wystarcza zazwyczaj ok. 60 cm wolnej przestrzeni (licząc od góry). Przy parniku cylindryczno-stożkowym potrzeba 80-4-100 cm wolnej przestrzeni.

    up Góra

    Słodowanie ziarna - Ogólna charakterystyka procesu słodowania

    Słodem nazywamy skiełkowane ziarno. Słód jest głównym surowcem pomocniczym przy produkcji spirytusu z surowców skrobiowych. Enzymy zawarte w słodzie rozkładają skrobię, która nie ulega fermentacji, na cukry ulegające fermentacji. Do produkcji słodu stosuje się najczęściej ziarno jęczmienia dwurzędowego lub sześciorzędowego bardzo dobrej jakości - bez zapachu stęchlizny, zaciemnień końców ziarna i bez zanieczyszczeń. Może to być ziarno drobniejsze, zwłaszcza pochodzące z jęczmienia ozimego, ale nie może zawierać ziarn chudych ani połówek ziarn, które nie skiełkują. Ponadto nie może zawierać ziarn obcych i piasku, który niszczy aparaturę gorzelni. Podstawowymi kryteriami oceny jakości ziarna są: energia i zdolność (siła) kiełkowania. Energią kiełkowania nazywamy ilość ziarn (w %), które skiełkują w temp. ok. 22CC w ciągu 3 dni od chwili zamoczenia, a zdolnością kiełkowania nazywamy ilość ziarn (w %), które skieł-kują po 5 dniach od chwili zamoczenia. Energia kiełkowania nie powinna być niższa od 80%. Zdolność kiełkowania powyżej 98% określa się jako bardzo dobrą, powyżej 96°/o jako dobrą, a powyżej 94% jako dostateczną.

    Przeciętna zawartość wody w ziarnie jęczmienia w stanie powietrznosuchym waha się w granicach 13-15%. Nadmierne przesuszenie jest szkodliwe, gdyż powoduje osłabienie energii i zdolności kiełkowania. Zwiększanie zawartości wody powyżej 15% jest również szkodliwe, gdyż w czasie składowania ziarno intensywnie oddycha, wydziela dwutlenek węgla i zagrzewa się, a w konsekwencji pleśnieje i ulega stęchnięciu. Dlatego zależnie od wilgotności przechowuje się ziarno w grubszych lub cieńszych pryzmach, np. ziarno świeżo wymłócone powinno leżeć w warstwie grubości ok. 20 cm i być codziennie szuflowane.

    up Góra

    Przemiany w ziarnie podczas słodowania

    Już w czasie moczenia ziarna rozpoczynają się w nim różne procesy fizykochemiczne i biologiczne widoczne na zewnątrz w postaci pęcznienia, wyrastania korzonków i kiełka oraz powodujące przemiany wewnątrz ziarna, jak oddychanie, tworzenie się enzymów. W pierwszych 8 godzinach moczenia z 1 kg jęczmienia wydziela się ok. 400 cm3 CO2, w drugiej dobie moczenia - ok. 3600 cm3, a na początku słodowania - ok. 11 000 cm3. Równocześnie ziarno pochłania podobne ilości tlenu. Oddychanie jest związane z wydzielaniem ciepła (spalaniem) oraz ze stratami węgla i wodoru, które ulegają przemianie na CO2 i wodę. Spalaniu ulegają głównie cukry. Straty suchych składników ziarna zależą przede wszystkim od temperatury, w jakiej odbywa się proces, jak również od wilgotności ziarna, przewietrzania go oraz czynników chemicznych.

    Jeżeli przyjąć przeciętną temperaturę ziarna 14°C, to w ciągu pierwszych 7 dni kiełkowania straty suchej masy wynoszą ok. 7% na oddychanie, a ok. 3,6% na wytworzenie korzonków i kiełka. Jeżeli natomiast wziąć pod uwagę samą skrobię, to jej straty są większe, gdyż wahają się w granicach od ok. 12 do ponad 16%. Przyjmując, że zawartość skrobi w ziarnie jęczmienia wynosi ok. 65%, łatwo wnioskować, że straty na oddychanie i większa część strat na wytworzenie kiełków musi być pokryta właśnie przez skrobię. W Związku Radzieckim określa się średnie straty fermentujących składników ziarna na 16% w odniesieniu do słodu dziesięciodniowego. Ogółem straty cukrów zawartych w ziarnie mogą dojść do 18% i dlatego w obliczeniach wydajności spirytusu ze wszystkich surowców wziętych do produkcji przyjmuje się skrobiowość słodu 30%.Pod wpływem wody, ciepła i powietrza (tlenu) w warstwie aleuronowej zawierającej białko oraz w bielmie ziarna powstają enzymy. Najważniejszym z nich jest amylaza, która jest enzymem rozkładającym amylozę skrobi na drodze hydrolizy, czyli przez przyłączanie cząsteczek wody.

    Amylaza składa się z dwóch różnych enzymów: a- i b-amylazy. Pierwszy z nich a-amylaza rozpuszcza skrobię, a drugi b-amylaza rozkłada skrobię najpierw na większe cząsteczki, a następnie na mniejsze, tj. maltozę i częściowo glikozę. Ziarenka skrobi są zbudowane z amylozy i amylopektyny. Cząsteczki amylozy mają postać długich, śrubowatych igiełek przylegających do siebie. Jedna spiralna drobina amylozy zawiera 400-1000 cząsteczek glikozy. Natomiast drobiny amylopektyny są większe i zawierają do 6000 cząsteczek glikozy i dodatkowo 0,17% P2O5. Zawartość amylozy w skrobi wynosi ok. 20%, a amylopektyny - ok. 80%.

    Oba te wielocukry w kiełkującym ziarnie ulegają rozkładowi częściowo do maltozy a częściowo do stadium dekstryn, ale większa część pozostaje nie rozłożona. Przyczyną tego jest ścisła budowa ziarn skrobi, które ulegają całkowitemu rozkładowi dopiero po skleikowaniu skrobi, a więc w temp. powyżej 75°C.

    Oprócz amylaz w kiełkującym ziarnie wytwarzają się inne enzymy.

    • Cytaza rozkłada hemicelulozę, dzięki czemu ścianki komórkowe z niej zbudowane stają się porowate i delikatne, ziarno zaś - miękkie, a po wysuszeniu kruche. Rozkład błon komórkowych nazywamy rozluźnieniem bielma.
    • Enzymy wzrostowe pobudzają wzrost kiełka i korzonków,
    • enzymy z grupy estera z rozkładają cząsteczki tłuszczu i zmieniają pH ziarna na nieco bardziej kwaśne.
    • Enzym fosfataza rozkłada organiczne związki fosforu.

    Dzięki temu, że amylaza wytwarza się w nadmiarze w stosunku do znajdującej się w ziarnie skrobi - to właśnie ją wykorzystujemy do scukrzania skrobi ziemniaczanej lub zbożowej w dalszym procesie produkcyjnym, zwanym zacieraniem.

    up Góra

    Wpływ czynników fizykochemicznych na przebieg kiełkowania ziarna

    Jak już zaznaczono, najważniejszym czynnikiem warunkującym kiełkowanie ziarna jest odpowiednia zawartość wody. Ziarno musi być wilgotne, a ubytek wody stale uzupełniany tak, aby średnia wilgotność słodu wahała się w granicach 40-45%. Jeżeli w słodowni jest ciepło, to wilgotność słodu może być wyższa, jeżeli zimno - niższa. Przy zawartości wody poniżej 40% procesy enzymatyczne przebiegają zbyt wolno. Zawartość wody powyżej 45% utrudnia wymianę gazów (oddychanie). W przypadku za wysokiej wilgotności może nawet dojść do zgnicia ziarna.

    Równie ważnym czynnikiem fizycznym dla kiełkującego ziarna jest ciepło. W temperaturze poniżej 5°C przebieg wszystkich procesów biochemicznych jest bardzo powolny, a w pobliżu 0°C następuje nawet całkowite zahamowanie kiełkowania. Poniżej 0°C zachodzi krystalizacja wody w kiełkach i ziarnie, co po kilku dniach powoduje zniszczenie ziarna. Dopiero w temperaturze powyżej 5°C rozpoczyna się proces kiełkowania. Optymalna temperatura kiełkowania wynosi zazwyczaj ok. 12°C, a temperatura maksymalna nie powinna przekraczać 18°C.

    Światło, zwłaszcza dzienne i jarzeniowe, ma zdecydowanie ujemny wpływ na proces kiełkowania. Pod wpływem światła w kiełkach wytwarza się chlorofil, wskutek czego zachodzi synteza cukru z wody i dwutlenku węgla. Dzięki fotosyntezie rozkład skrobi na cukry jest już zbyteczny i tym samym zbyteczna jest amylaza. W praktyce stwierdzono, że słód zielony zawiera znacznie mniej amylazy niż taki sam słód o kiełkach żółtawych. Dlatego przez cały czas słodowania należy utrzymywać w słodowni półmrok, a tylko w czasie pracy w słodowni używać słabych żarówek.

    Ponieważ ziarno w czasie kiełkowania intensywnie oddycha, należy mu dostarczyć tlenu. W tym celu słód odpowiednio przerabia się, tzn. rozsypuje i przerzuca w inne miejsce, a całą słodownię wietrzy się. Jak wykazały badania, w pryzmie słodowej gromadzi się 2-4% CO2, a przy zawartości 3% CO2 w pryzmie energia kiełkowania spada do 75%. Dlatego niezbędne jest częste przewietrzanie grzędy słodowej. W słodowniach stosuje się często różne środki dezynfekcyjne, jak wapno chlorowane, formalina, wapno palone. Nie należy rozkładać słodu na posadzce, która była świeżo dezynfekowana. Najpierw trzeba ją spłukać czystą wodą, a dopiero potem rozkładać ziarno. Środki dezynfekcyjne, stosowane zwłaszcza w większych stężeniach, działają niekorzystnie na przebieg kiełkowania.

    Niektóre gorzelnie o małej powierzchni słodowni stosują preparaty przyśpieszające proces słodowania, np. kwas giberelinowy.

    up Góra

    Ocena różnych zbóż jako produktów do produkcji słodu

    Ponieważ nie zawsze można otrzymać dobry jęczmień do produkcji słodu, często kierownicy gorzelni posługują się innymi zbożami o dobrej zdolności i energii kiełkowania. Nie każdy rodzaj ziarna jest odpowiedni do produkcji słodu. Na przykład zboża nieoplewione, jak żyto, pszenica, mają skłonności do zagrzewania się i pleśnienia. Owies wytwarza stosunkowo mało b-amylazy, a proso wytwarza b-amylazę w znacznie większych ilościach, natomiast a-amylazę - w ilościach znacznie mniejszych niż owies.

    W praktyce oprócz jęczmienia można brać pod uwagę tylko żyto i owies. Pod względem wartości enzymatycznej słód z żyta jest lepszy, niż słód z owsa, jednak w praktyce słód z owsa ma więcej zalet. Słód z żyta jest trudny do prowadzenia, łatwo się zbryla i zagrzewa oraz wymaga częstego przerzucania i kontrolowania. Natomiast słód z owsa pielęgnuje się tak samo, jak z jęczmienia, a ponadto może być stosowany w gorzelniach przerabiających jednocześnie ziemniaki i buraki lub melasę. Zaciery buraczane i melasowe bardzo się pienią i często wydobywają się z kadzi. Słód z owsa zawiera do 4% tłuszczu, który w znacznym stopniu hamuje pienienie, zmniejszając napięcie powierzchniowe fermentującego zacieru. Z tego względu dobrze jest stosować np. mieszaninę słodu żytnio - owsianego.

    Skład chemiczny surowców słodowniczych w%(wg Popowa i Jelkina)

    WodaBiałkoTłuszczBłonnikWęglowodanyPopiół
    Pszenica13,013,81,82,267,61,6
    Jęczmień13,011,82,34,465,72,8
    Owies13,010,94,79,558,53,4
    Żyto13,012,52,12,268,31,9
    Kukurydza12,510,64,32,069,21,4

    Pszenica ze względów ekonomicznych rzadko jest stosowana w gorzelnictwie. Skład chemiczny różnych surowców słodowniczych podaje tabela

    up Góra

    Przygotowanie ziarna

    Pierwszym etapem w procesie słodowania ziarna jest jego oczyszczenie i posortowanie w zależności od masy, wielkości i kształtu ziarn. Do czyszczenia ziarna stosuje się różnego rodzaju młynki i wialnie. Zainstalowane w nich wiatraczki, skrzydełka lub turbinki powietrzne, poruszane ręcznie lub za pomocą silnika, powodują ruch powietrza, które dalej odrzuca ziarna lżejsze i łuskę, a bliżej ziarna dorodne i kamyki oraz grubsze nasiona chwastów.

    Wialnie są zaopatrzone w sita wstrząsane nachylone pod odpowiednim do poziomu kątem. Na górnych sitach, o dużych oczkach, pozostają większe zanieczyszczenia, które spadają do odpowiedniej rynienki. Niżej znajdują się sita przepuszczające piasek, a zatrzymujące ziarna drobne. W ten sposób następuje oddzielenie pełnych, ciężkich i dużych ziarn od zbyt dużych i drobnych zanieczyszczeń. Jednak między ziarnem dorodnym mogą jeszcze znajdować się drobne kamyki, połówki i ziarna obce, o podobnej masie, ale o innym kształcie. Do oddzielenia ich służy tryjer

    Tryjer

    Moczenie ziarna

    Oczyszczone ziarno przeznaczone na słód moczy się w zbiornikach zwanych zalewniami. Do XIX w. moczenie ziarna odbywało się w odkrytych, szerokich beczkach drewnianych. Około 100 lat temu wprowadzono zbiorniki betonowe, które w wielu gorzelniach są jeszcze obecnie stosowane, ale najczęściej stosuje się zalewnie stalowe. Zalewnie betonowe lub murowane, wewnątrz cementowane, mają pojemność 2-4 m3. Wysokość zalewni nie powinna przekraczać 1 m, aby można było do niej łatwo zsypywać zboże, a robotnik bez większych trudności mógł wysypywać ziarno po namoczeniu. Jedna ze ścian zalewni musi mieć kilkunasto-centymetrowe wycięcie, przez które uchodzi nadmiar wody i porywane z nią lekkie zanieczyszczenia, czyli spławki. Do zatrzymania ich służy niewielkie, blaszane korytko lub skrzyneczka umieszczona poniżej wycięcia w zalewni.

    Kadź zlewna do zboża

    Metody moczenia ziarna

    Kadź zalewową najpierw napełnia się wodą do połowy objętości, a następnie powoli wsypuje ziarno, po czym miesza się zawartość zalewni i dopełnia wodą, aby jej nadmiar wylewał się korytkiem przelewowym. Razem z wodą zostają porwane spławki, które się usuwa.

    Ziarno pozostawia się w wodzie na czas ok. 8 godzin, po czym należy wodę całkowicie wypuścić w celu doprowadzenia tlenu z powietrza umożliwiającego oddychanie ziarna i po 6-8 godzinach ponownie doprowadza się wodę. Pod wodą zboże pozostaje przez 6-8 godzin, po czym, znów się wodę usuwa. Czynności te powtarza się tak długo, aż zawartość wody w ziarnie osiągnie 42%. Całkowity czas moczenia zależy przede wszystkim od rodzaju zboża i stopnia wysuszenia, a poza tym od temperatury i twardości wody. Przeciętny czas moczenia jęczmienia wynosi 70 godzin, owsa 48 godzin, a żyta 40 godzin. Duże znaczenie ma temperatura wody. Im jest ona wyższa, tym szybciej ziarno nasiąka wodą. Dlatego w okresie dużych mrozów wskazane jest moczenie w ciepłej wodzie o temp. do 25°C. Woda w zetknięciu z zimnym ziarnem ochładza się, ale w ciągu kilku godzin powinna utrzymać temperaturę w granicach 10-15°C. Jeżeli gorzelnia nie dysponuje czystą biologicznie wodą, do ostatniego moczenia należy dodać nieco środka dezynfekującego, np. 100 g wapna chlorowanego lub formaliny na 100 1 wody.

    Opisana wyżej tradycyjna metoda moczenia jest coraz rzadziej stosowana, gdyż lepszą okazała się metoda F. Sobczaka. Polega ona na tym, że najpierw sypie się ziarno i przemywa je wodą, aby usunąć kurz i spławki. Po tym wstępnym moczeniu otwiera się zabezpieczony siatką otwór spustowy i usuwa wodę, a następnie otwiera zawór wody doprowadzanej od góry przez dysze. Ilość dysz zależy od kształtu i powierzchni zalewni. Jeżeli zalewnia ma talerz z rurą cyrkulacyjną, należy je usunąć. Natrysk mgłowy z dysz musi zraszać całą powierzchnię ziarna. Przy temperaturze wody ok. 10°C następuje w ciągu 48 godzin całkowite namoczenie ziarna, które zaczyna kiełkować. W tym czasie ziarno intensywnie oddycha. W ciągu 1 godziny z 1 kg ziarna wydziela się ok. 80 mg, czyli ok. 40 cm3 CO2, który jako cięższy od powietrza spływa w dół razem z wodą przez otwór spustowy. Natomiast rozpylona na mgłę woda nasyca się powietrzem umożliwiającym prawidłowe oddychanie ziarna. Dzięki temu proces moczenia zostaje skrócony o jedną dobę, a ponadto lepsza jest zdolność kiełkowania ziarna.

    up Góra

    Pielęgnacja słodu

    Po namoczeniu ziarna wodę w zalewni wylewa się, a ziarno pozostawia przez kilka godzin w zalewni. Następnie ziarno wyrzuca się na pryzmę, aby się zagrzało.

    W zależności od temperatury w słodowni pryzma może być niższa lub wyższa. Jeżeli w słodowni temperatura wynosi ok. 5°C, wówczas z ziarna usypuje się wysoki kopiec, aby mniejsza powierzchnia stykała się z chłodnym powietrzem, a w środku zboże się zagrzało. W pryzmie ziarno pozostaje kilkanaście godzin, aż temperatura wewnątrz pryzmy wzrośnie do 15-18°C, po czym rozgarnia się ziarno na niższe pryzmy, zwane grzędami. W grzędach utrzymuje się niższą temperaturę, w granicach 12-15oC. Do mierzenia temperatury w każdej słodowni powinno być kilka termometrów kolankowych, które się wkłada do pryzmy, a jeden termometr z oprawą zawiesza się w środku słodowni w celu kontroli temperatury powietrza.

    W słodowni powinny być drewniane gęste widły lub drewniane łopaty. Łopaty blaszane są mniej przydatne, gdyż bardziej rozgniatają słód. W niektórych gorzelniach stosuje się wielopalczaste widły stalowe, które są zakończone kulkami. Są one powszechnie używane do przerzucania ziemniaków i innych okopowych. Ziarno staje się słodem z chwilą ukazania się korzonków, które wychodzą zwykle na drugi dzień, licząc od chwili wyrzucenia zboża na klepisko. W 2-3 dni później ukazuje się kiełek. Pielęgnacja słodu polega na 3-krotnym przerabianiu go w ciągu doby i na zraszaniu wodą, gdy zachodzi potrzeba. Do zraszania używa się zwykle ogrodowej polewaczki z sitkiem lub węża z dyszą. Pielęgnacja słodu ma na celu:

    • stworzenie wszystkim ziarnom takich samych warunków, gdyż ziarna pozostawione w spokoju na powierzchni obsychają, a ziarna na spodzie mają nadmiar wody i dwutlenku węgla;
    • b) zapobieganie zrastaniu się ziarn w bryłki, co ma podobny skutek jak pozostawienie ich w bezruchu;
    • regulację temperatury słodu, który w dolnych partiach ma skłonność do zagrzewania się

    W związku z powyższym niezbędna jest również regulacja grubości grzędy słodowej. Ponieważ wiadomo, że im grubsza warstwa, tym szybciej słód się zagrzewa; grubość grzędy słodowej reguluje się w zależności od wskazań termometrów. Przeciętna grzęda powinna mieć 6-8 cm grubości, ale w zimnych lub małych słodowniach może mieć 10 cm i więcej. Przerabianie słodu zaczyna się od tego miejsca, gdzie jest pozostawiony pas posadzki wolny od słodu. Słód podrzuca się do góry, aby się przewietrzył, oraz aby nie dopuścić do zbrylenia i zrośnięcia się ze sobą poszczególnych ziarn. Następnie układa się słód na nową pryzmę obok dotychczasowej, a często w tym samym miejscu. Jeżeli słód przerabia się regularnie 3 razy dziennie zrośnięcie i zbrylenie słodu nie może nastąpić. Gdy słód pozrasta się w większe i mniejsze bryłki, należy je porozrywać. Aby nie uszkodzić kiełków, należy to zrobić ręcznie w sposób możliwie delikatny. Zasadą jest, aby słód na grzędzie leżał jak najluźniej. Słód młody, kilkudniowy, może być przerabiany ręcznym radełkiem, co jest o wiele szybsze niż przerzucanie łopatą.

    kiełkowanie jęczmienia

    Zwykle w trzecim lub czwartym dniu słodowania ukazuje się kiełek, a korzonki w tym czasie osiągają już długość ok. 1 cm (rys. kiełków). W tym czasie słód szybciej paruje i dlatego należy dodawać każdego dnia 2-3 1 wody na każde 100 kg słodu. Słód należy zraszać możliwie równomiernie. Spod grzędy nie może wypływać woda. Zraszanie przerywa się na 2-3 dni przed skierowaniem słodu do produkcji. W tym czasie słód lekko więdnie wskutek braku wody w komórkach padającej kiełkom jędrność (turgor). Porcję słodu potrzebną do produkcji należy każdorazowo ważyć.

    up Góra

    Mycie i dezynfekcja słodu

    Ponieważ w słodzie znajdują się różne drobnoustroje, należy je usunąć za pomocą kąpieli zawierającej środek antyseptyczny. Do tego celu używa się wapna chlorowanego lub formaliny. Na 1 litr wody przeznaczonej do kąpieli bierze się i-1,6 g wapna chlorowanego lub 10-12 cm3 40-procentowej formaliny. Roztwór sporządza się w niewielkiej kadzi, wrzuca do niego słód i przetrzymuje ok. 20 minut. Następnie wodę należy odlać, gdyż dłuższe działanie roztworu wpływa niekorzystnie na enzymy zawarte w słodzie.

    Zamiast tych tradycyjnych antyseptyków stosuje się inne, nowe, a mianowicie monochloraminę, laurosept i sterinol. Monochloramina jest solą zasadową N-chlorobenzeno-sulfamidu, jest silnym środkiem dezynfekcyjnym, ale działa ujemnie na enzymy słodu. Laurosept jest 25-procentowym roztworem wodnym bromku lauropirydyniowego, a sterinol 10-procentowym roztworem wodnym bromku dwume-tylolaurylobenzyloamoniowego. Oba te preparaty, rozcieńczone wodą w stosunku 1:1000, są bardzo dobrymi środkami dezynfekcyjnymi stosowanymi w razie zaobserwowania silnych i uporczywych zakażeń. Nie szkodzą enzymom, ale są drogie.

    Mielenie słodu

    W celu lepszego wykorzystania enzymów słodu, należy je wydostać z komórek ziarna i dlatego niezbędne jest możliwie dokładne rozdrobnienie słodu połączone z wyługowaniem go wodą. Wówczas powstaje mleczko słodowe, w którym znajdują się rozpuszczone lub zawieszone wszystkie składniki ziarna słodowego.

    Młynek Bohma

    Do rozdrabniania słodu stosuje się jeszcze kilka typów maszyn, jak gniotowniki lub młynki nożowe, ale są one stosowane w nielicznych gorzelniach i jako przestarzałe ulegają powoli likwidacji. Natomiast powszechnie stosuje się młynki tarczowe, zwane młynkami Bohma.

    Dawniej, gdy nie rozdrabniano zacieru w czasie pompowania, konieczne było stosowanie tzw. odłupiaczy, czyli metalowych filtrów zatrzymujących większe zanieczyszczenia.
    Zacier może zawierać żwir lub drobne kamyki, a czasem gwóźdź lub nakrętkę stalową, dlatego na dole rury wlotowej powinna się znajdować niewielka komora, w której gromadziłyby się te zanieczyszczenia. Codziennie w czasie mycia młynków należy otworzyć klapkę zamykającą komorę od dołu i wyjąć znajdujące się tam zanieczyszczenia. Zaniedbanie tej czynności może spowodować zniszczenie tarczy trącej, a czasem i korpusu młynka.

    Mielenie porcji słodu trwa 40-60 minut, przy czym na 1 kg słodu dodaje się ok. 5 litrów wody. Po każdym zmieleniu trzeba młynek opróżnić, przemyć czystą wodą, a po ostatnim pompowaniu zacieru wymyć i wydezynfykować 1-procentowym roztworem formaliny. Zaniedbanie tej ostatniej czynności może się stać powodem zakażenia całego zacieru, gdyż resztki mleczka słodowego lub zacieru stają się doskonałą pożywką dla bakterii, które w ciągu kilkunastu godzin przerwy w pracy młynka powodują jego infekcję.

    up Góra

    Teoretyczne podstawy procesu zacierania

    Po uparowaniu surowców skrobiowych otrzymany gesty kleik skrobiowy traktuje się mleczkiem słodowym w celu przerobienia nie ulegającej fermentacji skrobi na cukry proste i dwucukry ulegające fermentacji. Jak już wiemy, w słodzie znajdują się dwa enzymy, a mianowicie a- i b-amylaza. Słód jęczmienny zawiera oba te enzymy w nadmiarze i dlatego wykorzystujemy je do scukrzania surowców skrobiowych. Przemiana skleikowanej skrobi na cukry nosi nazwę zacierania, a scukrzona rzadka masa ziemniaczana lub zbożowa nazywa się zacierem. Pod wpływem a-amylazy słodu następuje rozpuszczenie kleiku skrobiowego. Wówczas nawet w niskiej temperaturze kleik nie tworzy gęstego skrzepu, czyli galarety. Pod wpływem działania drugiego enzymu b-amylazy zachodzi rozrywanie dużych cząstek amylozy i amylopektyny na mniejsze cząstki dekstryn i jeszcze mniejsze cząstki dwucukru maltozy i cukru prostego glikozy. Szybkość przebiegu procesu scukrzania zależy od temperatury, pH i gęstości masy oraz od rodzaju słodu i surowca. Przebieg scukrzania można przedstawić w postaci graficznej (rys. VII-1). "

    dynamika zcukrzania

    Na podanym wykresie widać, że w pierwszych minutach szybkość rozpadu cząsteczek skrobi jest największa, a w miarę upływu czasu staje się coraz wolniejsza. Spadek aktywności amylazy jest spowodowany głównie wzrostem stężenia cukrów w roztworze. Doświadczenie przeprowadzone na zacierach bardzo rzadkich, o gęstości poniżej 5°Blg, wykazały, że 90% skrobi ulega przemianie na maltozę. Przeciętny zacier gorzelniczy o gęstości 16-18°Blg ulega scukrzeniu w 75-80%, a zaciery bardzo gęste, o gęstości powyżej 25°Blg, osiągają niespełna 70% scukrzenia. Pozostałe niescukrzone dekstryny noszą nazwę dekstryn granicznych lub opornych. Nawet dodanie zwiększonych ilości słodu nie może doprowadzić do całkowitego scukrzenia zacieru.

    Do momentu scukrzenia około połowy skrobi reakcja prze-biega bardzo szybko, a następnie daje się zauważyć zwolnienie tego procesu. Rozerwanie dużej drobiny skrobi pod wpływem amylazy jest procesem złożonym, a-amylaza rozrywa łańcuchy glikozowe w określonych miejscach, dzięki czemu powstają nie tylko drobiny maltozy, ale i glikozy. Znajduje to potwierdzenie przy scukrzaniu skrobi preparatami enzymatycznymi sporządzanymi z pleśni Aspergillus oryzae. Nie za-wierają one maltazy, której przypisywano dawniej właściwość rozrywania cząsteczek maltozy na dwie cząsteczki glikozy. Mimo to skrobia ulega hydrolizie, w wyniku której powstaje 20% dekstryn, 68,5% maltozy oraz 11% glikozy.

    działanie amylazy

    Ponieważ maltoza jest cukrem redukującym, tak jak i glikoza, dlatego cukry redukujące w zacierze słodkim oznacza się w przeliczeniu na maltozę. Przebieg scukrzania wyjaśnia budowa skrobi. Składa się ona z prostych łańcuchów amylozy i rozgałęzionych - amylopektyny. Działanie a- i b-amylazy na te składniki zostało już omówione w rozdziale dotyczącym słodu i jego enzymów. Część amylopektyny nie zostaje rozłożona przez a-amylazę do końca i dlatego rozkład zatrzymuje się na stadium dekstryn (rysunek). Ostateczne scukrzanie może nastąpić dopiero przy rozrzedzeniu zacieru, pod warunkiem obecności czynnej a-amylazy. Ma to miejsce w końcowym okresie fermentacji, zwanym dofermentowaniem. Wówczas gęstość zacieru z kilkunastu stopni Ballinga spada do 2-3 i a-amylaza rozkłada pozostałe dekstryny na cukry, które natychmiast fermentują. Ponieważ poszczególne rodzaje słodu i preparaty amylolityczne mają różną zawartość a- i b-amylazy, dlatego stosunek maltozy do dekstryn jest po scukrzeniu różny. We wszystkich procesach enzymatycznych duże znaczenie ma temperatura, w której te procesy zachodzą. Ze względu na białko, które jest składnikiem enzymu, należy prowadzić scukrzanie w temperaturze optymalnej. Nie może ona być zbyt niska, gdyż wówczas proces enzymatyczny przebiega bardzo wolno, ale i nie może być zbyt wysoka, aby nie nastąpiła dezaktywacja enzymów wskutek denaturacji białka. Nie wszystkie rodzaje słodu są jednakowo wrażliwe na temperaturę. Na przykład słód z żyta, jęczmienia lub pszenicy wykazuje optimum działania w temp. 49-55°C, a słód z prosa w temp. 58-59°C. Jednak zdolność scukrzania wykazuje słód jeszcze w temperaturze ponad 80°C, a zdolność rozpuszczania - aż do temp. 90°C.

    Dezaktywacja enzymów wskutek nadmiernej temperatury nie przebiega natychmiast, lecz wymaga pewnego czasu, który jest tym krótszy, im wyższa jest temperatura. W temp. 60°C amylaza zupełnie nie traci swojej aktywności, natomiast dezaktywacja w temp. 75°C postępuje bardzo szybko. Gorzelnicy praktycy bardzo dobrze znają to zjawisko i nazywają je zaparzaniem słodu. Może się to zdarzyć w czasie zbyt szybkiego spuszczania uparowanej masy do zacierni, w której znajduje się chłodzony zacier zmieszany ze słodem. Aby temu zapobiec, stosuje się możliwie największe rozdrobnienie wrzącej masy oraz energiczne mieszanie zacieru w kadzi.

    up Góra

    Skład gorącego zacieru również ma wpływ na amylazę. Cukry, peptony i dekstryny podwyższają odporność białka na wysokie temperatury. Ponieważ zacier zawiera dużo takich substancji, temp. 62°C jeszcze nie szkodzi amylazie. Pod tym względem a- i b-amylaza różnią się nieco od siebie. b-amylaza jest bardziej wrażliwa na wysokie temperatury i przy prowadzeniu zacierania w temp. 65-70°C tworzy się dużo dekstryn, a za mało maltozy.

    Na podstawie właściwości amylazy oraz przeprowadzonych badań stwierdzono, że optymalna temperatura zacierania wynosi 52-54°C. Istnieją w praktyce metody zacierania, w których zaleca się ogrzanie słodu do temp. 60°C w celu częściowej jego pasteryzacji i zwalczenia znajdujących się w słodzie szkodliwych drobnoustrojów. Takie dogrzewanie słodu nie jest wskazane, a walka z drobnoustrojami powinna być prowadzona przez dezynfekcję słodu. Działanie amylazy uzależnione jest ponadto od odczynu środowiska (rysunek),

    wpływ pH

    tj. zmiany pH zacieru. Optimum działania wykazuje amylaza w środowisku kwaśnym, przy pH ok. 5, przy czym b-amylaza ma swoje optimum przy pH = 4,6 podczas gdy a-amylaza przy pH=5,8 a więc w odczynie niemal obojętnym. Punktami granicznymi aktywności amylazy jest pH = 2,3 dla maksymalnej kwasowości zacieru, a pH=9,7 dla maksymalnej alkaliczności. Jak z tego widać, amylaza działa jeszcze w środowisku bardzo pH 8 kwaśnym, ale już słabe zasady dezaktywują ten enzym. Dlatego należy unikać mieszania gniecionego słodu z wapnem chlorowanym, które stosuje się w celu dezynfekcji słodu. Optimum pH dla obu amylaz zmienia się nieco w zależności od temperatury. Na przykład w temp. 40°C wynosi ono średnio 4,6, w temp. 50°C - 4,8, a w temp. 60°C kwasowość optymalna spada do pH=5,6. Nie są to duże różnice i kwasowość normalnych zacierów gorzelniczych pokrywa się z optymalnym pH amylazy.

    Na kwasowość cukrowanego zacieru wpływa kwasowość rozgotowanej masy w parniku oraz dodawanego do niej mleczka słodowego. Masa ziemniaczana (jeżeli ziemniaki były zdrowe) wykazuje pH w granicach 4,94-5,6. Zaciery zbożowe są mniej kwaśne, chyba że zostały skarmelizowane.

    Ważnym czynnikiem w procesie zacierania jest czas - ze względu na zdolność produkcyjną aparatury, a nawet całej gorzelni. Teoretycznie przedłużenie tego procesu jest korzystne, gdyż zwiększa się ilość scukrzonej skrobi i ilość dekstryn. Praktycznie różnice te nie są duże. Przy zacieraniu rozgotowanej masy w ciągu 15 minut gęstość roztworu wynosi 13,5°Blg, a przy zacieraniu w ciągu 2 godzin - 14,8°Blg, przy czym ilość cukrów redukujących jest taka sama, co oznacza, że przyrost gęstości w °Blg nastąpił wskutek wzrostu stężenia dekstryn i produktów rozkładu białka. Można stąd wyciągnąć wniosek, że przy dobrym rozpławieniu surowca i dobrze rozdrobnionym słodzie pierwszorzędnej jakości nie warto przedłużać zacierania. Enzymy słodu zawarte w słodkim zacierze będą miały dość czasu podczas fermentacji, aby scukrzyć resztki drobin rozpuszczonej skrobi i dekstryn.

    Z drugiej strony w celu zwiększenia ilości substancji buforowych i produktów rozkładu białka, należy zacieranie przedłużyć. Wówczas substancje buforowe będą chroniły amylazę przed działaniem kwasów, których obecność w przycierku jest konieczna, a produkty rozkładu białka zwiększą ilość substancji odżywczych przyswajalnych przez drożdże. Przedłużenie czasu zacierania przeciwdziała zakażeniu słodu.

    Z wymienionych względów czas trwania zacierania należy zaliczyć do zmiennych parametrów zależnych od charakterystycznych dla danej gorzelni warunków technologicznych. Na przykład gdy gorzelnia dysponuje dużą ilością surowca przeznaczonego do przerobu i produkuje 3 lub 4 zaciery dziennie, wówczas zaraz po dodaniu słodu należy zacier chłodzić i zacieranie skrócić.

    up Góra

    Metody zacierania

    • Metoda I polega na wprowadzeniu do kadzi zaciernej ok. 10% całej ilości mleczka słodowego i wypuszczeniu rozgotowanej masy bez obserwacji temperatury, aż do opróżnienia parnika, po uprzednim włączeniu mieszadła oraz wlotu wody chłodzą-cej do wężownicy. Następnie chłodzi się zacier do temp. 55°C i wlewa resztę, czyli 90% mleczka słodowego oraz roztwory pożywek. Po wymieszaniu zacier chłodzi się do temp. 35°C, przepompowuje drożdże z kadzi i całą zawartość chłodzi do tzw. temperatury nastawienia. Jest to początkowa temperatura fermentacji nieco niższa od optymalnej. Po ochłodzeniu część zacieru przepompowuje się do kadzi drożdżowej jako drożdże zarodowe na następny dzień.
    • Metoda II polega na podzieleniu mleczka słodowego na 3, mniej więcej równe, porcje. Pierwszą z nich kieruje się do zacierni, doprowadza wodę chłodzącą i uruchamia mieszadło oraz powoli doprowadza uparowaną masę. Najpierw spływa tzw. woda sokowa, a następnie rozgotowane ziemniaki. Należy obserwować temperaturę, która powinna wynosić ok. 50°C. Po wypuszczeniu 1/3 uparowanej masy dodaje się drugą porcję słodu i postępuje podobnie, pozostawiając w parniku ok. 20% rozgotowanej masy. Następnie dodaje się ostatnią. porcję słodu i wypuszcza resztę masy z parnika, podnosząc temperaturę zacieru do 55°C. Niektórzy praktycy stosują podgrzewanie do temp. 60°C. Wówczas zamyka się na kilka minut dopływ wody chłodzącej, po czym znów chłodzi do temp. 35°C, odbiera część zacieru na przycierek, dodaje drożdże i chłodzi do temperatury nastawienia.
    • Metoda III polega na rozdzieleniu mleczka słodowego na 3 nie-równe porcje, z których dwie pierwsze stanowią 12-15% całości, a trzecia - 70-75%. Pierwszą małą porcję mleczka kieruje się do zacierni, doprowadza wodę chłodzącą, uruchamia mieszadło i wypuszcza całą masę z parnika bez obserwacji temperatury. Słód zostaje przegrzany ("zaparzony"), ale zanim to nastąpi skrobia zostaje rozpuszczona, a zacier rozrzedzony. Ochładza się go do temp. 70°C i dodaje drugą małą porcję mleczka. Następuje dalsze rozrzedzenie zacieru. Zacier chłodzi się wówczas do temp. 58-60°C i dodaje trzecią, dużą porcję mleczka. Ponieważ jest ono zimne - temperatura zacieru spada o ok. 3°C i wówczas na kilka minut można zatrzymać dopływ wody do chłodnicy. Dalsze postępowanie - jak w metodzie II. W powyższych metodach można, po dodaniu ostatniej porcji słodu, zamknąć dopływ wody chłodzącej i pozostawić zacier w temp. 52-55°C na 20-30 min w celu scukrzenia go i częściowej pasteryzacji. Możliwość taka istnieje wówczas, gdy gorzelnia produkuje 2, a najwyżej 3 zaciery dziennie.
    • Metoda IV polega na podzieleniu mleczka na trzy równe porcje. Pierwszą daje się przed spuszczeniem uparowanej masy, którą wypuszcza się z parnika powoli, aby temperatura nie przekroczyła 54°C. Po wypuszczeniu połowy zawartości dodaje się drugą porcję mleczka i dalej powoli wypuszcza uparowaną masę do końca. Całość chłodzi się do temp. 35°C, dodaje drożdże oraz trzecią porcję mleczka słodowego, po czym chłodzi się do temperatury nastawienia i pompuje do kadzi fermentacyjnej.

    Ponieważ żadna z powyższych metod nie może być uważana za idealną, wybór i zastosowanie musi być kwestią sprawdzenia i wypróbowania w warunkach pracy poszczególnych gorzelni.

    up Góra

    Zastosowanie preparatów enzymatycznych

    W procesach zacierania, zamiast mleczka słodowego, można stosować preparaty enzymatyczne. Na Dalekim Wschodzie znana jest od wieków metoda produkcji wódki z ryżu bez użycia słodu. Do scukrzenia skrobi ryżowej wykorzystuje się specjalne gatunki pleśni wytwarzające enzymy amylolityczne. Od kilkunastu lat w ZSRR zastępuje się słód zbożowy słodem pleśniowym. Do tego celu najlepiej nadają się pleśnie Aspergillus batatae i Aspergilltys niger. Można je hodować na pożywce stałej składającej się z otrąb zwilżonych wywarem z dodatkiem pożywek mineralnych. Po wysianiu zarodników, już po 3 dobach, otręby są przerośnięte grzybnią zawierającą enzymy amylolityczne.

    Inna, nowocześniejsza, metoda wgłębna polega na rozmnażaniu pleśni w pożywce płynnej. Sporządza się ją z 97% wywaru, 1,5% mąki i l,5% dodatków (pożywek) w postaci namoku kukurydzy, soli wapnia, magnezu oraz soli amonowych. Wysterylizowany wywar z pożywkami zadaje się czystą kulturą wybranych pleśni i w temp. 30°C prowadzi dwustopniowe rozmnażanie z równoczesnym mieszaniem i napowietrzaniem. Trwa ono 62-72 godzin. Otrzymuje się płyn o aktywności amylolitycznej bardzo zbliżonej do słodu jęczmiennego.

    Koszt instalacji i eksploatacji mieszadeł i turbodmuchaw zwraca się dzięki zaoszczędzeniu jęczmienia do produkcji słodu, co jest specjalnie opłacalne w dużych gorzelniach rolniczo - przemysłowych. Natomiast w gorzelniach o przeciętnej produkcji bardziej opłacalne jest stosowanie preparatów enzymatycznych. Jednym z lepszych jest preparat duński o nazwie Novo. Jest on produkowany z bakterii Bacillus subtilis liąueaciens oraz pleśni Aspergillus niger. Bakterie produkują rozpuszczającą a-amylazę, a pleśnie cukrującą b-amylazę. Preparaty te stosuje się oddzielnie, gdyż każdy z nich wymaga innej kwasowości środowiska. Na 1 tonę skrobi ziemniaczanej lub zbożowej dodaje się 2 1 preparatu i uzyskuje efekt podobny jak przy użyciu słodu. Jednak cena tego preparatu jest bardzo wysoka.

    Polski preparat enzymatyczny Amylopol-P zawiera a-amylazę i amyloglukozydazę. Brak b-amylazy należy zastąpić dodatkiem słodu. Amylopol jest bardziej wrażliwy na wysokie temperatury niż słód i dlatego zacieranie należy prowadzić w temp. 50-52°C.

    Ponieważ melasa zawiera ok. 10% soli mineralnych, głównie potasowych, wywar melasowy nie nadaje się na paszę dla inwentarza. Jeżeli natomiast sporządza się zaciery mieszane, z których wywar ma być skarmiany, to dodatek melasy nie może przekraczać 20°/e w stosunku do masy ziemniaków. Nalepiej na początku sporządzania mieszanych zacierów dodawać do nich 5-8% melasy, a dopiero po kilku dniach zwiększyć dodatek do 20% Wówczas bydło łatwiej przyzwyczai się do niekorzystnej zmiany smaku wywaru, a organizm nie będzie reagował w postaci zaburzeń przewodu pokarmowego.
    Gęstą melasę pompuje się, ustawiając pompę pod zalewem, czyli poniżej dna melaśnika. Melasa jest gęsta i lepka, źle się zasysa i może spowodować zniszczenie pompy ustawionej powyżej poziomu melasy w melaśniku. Dlatego odmierzoną porcję melasy (najlepiej w młynku słodowym) dobrze jest rozcieńczyć pół na pół z wodą o takiej temperaturze, aby mieszanina miała temp. 28-30°C, a następnie pompować do tej kadzi fermentacyjnej, w której zachodzi fermentacja burzliwa, to znaczy na początku drugiego dnia fermentacji.

    Zaciery zbożowo - melasowe sporządza się identycznie, lecz z ziarna gorszej jakości. Wówczas ilość melasy nie może przekraczać 30% masy ziarna wziętego do produkcji. Spirytus sporządzony z takiej mieszaniny nie może być sprzedawany jako zbożowy.
    Metodą dobrze wypróbowaną i dającą dobre efekty ekonomiczne, tzn. dobrą wydajność spirytusu z surowca i dobry wywar, jest mieszanie zacieru chlebowego z ziemniaczanym W tej metodzie, po ostatnim gotowaniu ziemniaków, nalewa się do parnika po 200 1 zimnej wody na każde 100 kg chleba (lub więcej wody, jeżeli chleb był zupełnie suchy) i wrzuca do parnika czerstwy lub suchy chleb. Można dodać ewentualnie wodę gorącą, ale nie ciepłą, gdyż to spowoduje wzrost kwasowości zacieru. Przy otwartym odpowietrzniku i zamkniętym włazie pozostawia się chleb do następnego dnia, aby się rozmoczył. Rano gotuje się chleb, jak podano w rozdziale V przy czym gotowanie trwa krócej. Zacier się scukrza, wypuszcza do kadzi fermentacyjnej bez drożdży i gotuje drugi parnik ziemniaków według zasad podanych również w rozdziale V.

    Po scukrzeniu zacieru odbiera się przycierek, dodaje drożdże i pompuje zacier ziemniaczany do chlebowego. Taka mieszanina ma odpowiednią kwasowość, a kwas mlekowy i sól kuchenna, znajdujące się zawsze w chlebie i hamujące fermentację, zostają dwukrotnie rozcieńczone i tym samym są mniej toksyczne dla drożdży. Fermentacja przebiega bez zakłóceń wydajność spirytusu z chleba wzrasta, a mieszany wywar jest bardzo dobrą paszą dla bydła.

    up Góra

    Kontrola procesu scukrzania zacieru

    Po zakończeniu scukrzania, gdy zacier jest jeszcze gorący, sprawdza się stopień rozkładu skrobi. Im rzadszy jest zacier, tym więcej skrobi ulega rozkładowi do maltozy. Zaciery bardzo rzadkie, o gęstości poniżej 8°Blg, zawierają aż 97% maltozy i 3% dekstryn, podczas gdy przeciętne zaciery gorzelnicze, o gęstości 17-18°Blg, zawierają ok. 80% maltozy i 20% dekstryn.

    Kontrolę procesu scukrzania przeprowadza się za pomocą jodu gorzelniczego. Jest to 0,5-procentowy roztwór wodny jodu. Ponieważ jod w wodzie się nie rozpuszcza, należy najpierw przygotować roztwór jodku potasu i dopiero w nim rozpuścić jod. Gotowe roztwory jodu gorzelniczego dostarczają wojewódzkie laboratoria PGR. Reakcja jodowa jest bardzo czuła i nawet niewielkie ilości skrobi można łatwo wykryć za pomocą roztworu jodu. W obecności skrobi występuje charakterystyczne niebieskie zabarwienie, które przy większym stężeniu skrobi przechodzi w granatowe. Jeżeli kolor roztworu przechodzi w fioletowy, znaczy to, że skrobi jest mało, a powstały z niej mniejsze cząsteczki amylodekstryn. Zabarwienie czerwone wskazuje na obecność jeszcze mniejszych cząsteczek skrobi, tj. erytrodekstryn, a kolor pomarańczowy - na maleńkie cząsteczki achrodekstryn.

    Próbę jodową wykonuje się zwykle w porcelanowej parowniczce, do której daje się kilka kropli przesączonego zacieru, a następnie taką samą lub nieco większą ilość jodu gorzelniczego. Jeżeli występuje wyraźne fioletowe zabarwienie, oznacza to złe scukrzanie. Wówczas próbę należy powtórzyć, pobierając zacier z innego miejsca kadzi. Jeżeli znów okaże się, że zawiera on niescukrzoną skrobię, wówczas trzeba do kadzi zaciernej dodać słodu w postaci mleczka. Ilość jego powinna wynosić 10-15% normalnej porcji. Po dodaniu mleczka słodowego zacier przez kilka minut miesza się, a następnie po-zostawia na 15 min w spokoju i znów pobiera próbkę. Jednak takie dodatki słodu wskazują na wadliwe wyliczenie jego ilości, albo na złą jakość słodu. W obu przypadkach należy zwiększyć zasadniczą dawkę słodu, bez stosowania późniejszych uzupełnień.

    Przyczyną złego scukrzania może być również zaparzenie słodu i tym samym zniszczenie enzymów. W tym przypadku konieczny jest staranny fachowy nadzór przy scukrzaniu. Jeżeli zacier ma zabarwienie czerwonawe lub pod wpływem jodu nieco bardziej żółte, wówczas można jeszcze wykonać próbę mikroskopową. Bierze się na szkiełko przedmiotowe kroplę zacieru niesączonego, zadaje kroplą jodu i ogląda pod małym powiększeniem (50-80-krotnym). Wówczas często spostrzega się małe granatowe ziarenka, które są niescukrzoną skrobią jęczmienną. Jest to zjawisko normalne, gdyż zawsze część skrobi słodowej pozostaje nieskleikowana i niescukrzoną. Jeżeli natomiast widać większe, nieregularne skupiska niebieskiej masy, to znaczy, że skrobia ziemniaczana pozostała w roztworze nie rozłożona.

    W celu oznaczenia gęstości zacieru należy ok. 0,5 1 zacieru wlać do cedzidła Delbrucka i przesączyć ok. 250 cm3 do cylindra miarowego. Następnie do roztworu wkłada się areometr, zwany cukromierzem Ballinga, i odczytuje ze skali gęstość roztworu. Cukromierz jest wyskalowany według procentowych zawartości cukru (sacharozy) w roztworze wodnym o temp. 20°C. Następnie sprawdza się temperaturę zacieru i, zgodnie ze znajdującą się obok skali termometru podziałką, dodaje lub odejmuje poprawkę na temperaturę. Jeżeli cukromierz nie ma termometru i skali redukcyjnej, to należy sprawdzić temperaturę płynu zwykłym termometrem laboratoryjnym, a następnie dodać lub odjąć poprawkę, która wynosi 0,06°Blg na 1°C. Należy unikać różnic temperatur większych niż 5°C, gdyż może powstać błąd w oznaczaniu poprawki.

    Przeciętna gęstość zacierów ziemniaczanych wynosi 18°Blg, co nie znaczy, że zawierają one 18% cukru. Na wskazania areometru wpływają również niecukry rozpuszczone w zacierze, podczas gdy zawartość cukrów i dekstryn waha się w granicach 14-15%. Im gęściejszy jest zacier, tym bardziej wzrasta ilość składników ulegających fermentacji, podczas gdy ilość soli mineralnych, białek, pentoz oraz cukrów niefermentujących ulega tylko niewielkim odchyleniom.

    Badanie kwasowości wykonuje się albo pehametrem, albo za pomocą papierków uniwersalnych. Ten drugi sposób jest niedokładny i jedynie orientacyjny. Zacier sporządzony ze zdrowych ziemniaków powinien mieć pH 5,3-5,6.

    część II...

    up Góra

    Dzisiaj