Controlul calității la obținerea alcoolului etilic de fermentație

1. Descrierea procesului tehnologic

Cartofii sunt supuşi recepţiei cantitative şi calitative, determinăndu-se conţinutul în amidon de care depinde randamentul în alcool etilic. În continuare cartofii sunt depozitaţi în silozuri de suprafaţă până în momentul prelucrării lor. Transportul cartofilor de la siloz în secţia de producţie se face hidraulic, obţinându-se astfel şi un efect de pre-spălare al lor. Cartofii sunt apoi spălaţi ( pentru îndepărtarea impurităţilor aderente), cântăriţi şi trecuţi la fierbere. Operaţia de fierbere este necesară deoarece amidonul natural din materia primă nu poate fi atacat de amilaze în cursul operaţiei următoare de zaharificare, fiind necesară gelificarea amidonului prin fierbere sub presiune.

Masa fiartă obţinută la fierbere este răcită la 30º C până la temperatura optimă de zaharificare la care se adaugă malţul verde sub formă de lapte de said sau perparate enzimatice microbiene. În timpul zaharificării amidonul este transformat în principal în maltoză şi dextrine care intră în compoziţia plămezii dulci rezultate. Aceasta este apoi răcită până la temperatura de 30º C la care se face însămânţarea cu cultură pură de drojdie sub forma unei plămezi de drojdie prefermentate. La început se plecă de la o culturaă pură de laborator care se multiplică în mai multe faze în laborator şi apoi în secţia de culture pure într-o plămadă specială acidulată când trebuie să se obţină o cantitate de plămadă de drojdie de (5-10)% din plămada dulce care se însămânţează. În timpul campaniei de fabricaţie, plămada de drojdie 5 % se scoate chiar din plămada principală însămânţată, se acidulează şi se prefermentează. Acesta este procedeul simplificat cu H2SO4.

Are loc fermentarea plămezii însămânţate în 2-3 zile la 30-32º C obţinându-se o plămadă fermentată care e trecută la distilare.CO2 format este spălat cu apă pentru recuperarea alcoolului antrenat de acesta, iar apa de spălare e dirijată la distilare. Prin distilare se urmăreşte extragerea din plămada fermentată a alcoolului etilic şi altor substaţe volatile, obţinându-se ca produs intermediar alcoolul etilic brut cu concentraţie (70-80)º alc. De la distilare se obţine ca subprodus borhotul. În continuare alcoolul etilic brut este supus operaţiei de rafinare prin care se obţine alcool etilic rafinat de concentraţie 96% vol.alc., eliminându-se impurităţile din alcoolul brut care îl fac impropriu consumului alimentar. Ca subproduse la rafinare se obţin frunţi ( impurităţi cu volatilitate mai mare decât alcoolul etilic: aldehida acetică, acetatul de metil, acetatul de etil), cozi (impurităţi cu volatilitate mai mică decât alcoolul etilic), ulei de fuzel şi apa de luter (rezidul fără alcool obţinut la rafinare).

2. Descrierea materiei prime şi precizarea calităţii sale

În ciuda existenţei unei mari game de materii prime pentru producerea alcoolului etilic, în practică cele mai folosite sunt cele amidonoase ( cereale, cartofi şi melasă).

Folosirea carofilor ca şi materie primă prezintă următoarele avantaje:

- dau producţie mai mare la hectar, exprimată în amidon, în comparţie cu cerealele

- borhotul obţinut are valoare furajeră ridicată

- cultivarea cartofilor necesită condiţii agro-tehnice mai puţin pretenţioase

Dintre dezavantaje se pot menţiona:

- au conservabilitate redusă datorită umidităţii ridicate (u= 75-80 %)

- conservabilitatea cartofilor este mai dificilă şi necesită o manoperă mai ridicată

Pentru industrializare se preferă solurile târzii de cartofi cu perioada de vegetţie de aproximativ 130 de zile, care acumulează o cantitate mai mare de amidon şi au o rezistenţă mai bună la depozitare.

Compoziţia chimică a cartofilor influenţează rezultatele procesului de producţie astfel că este necesară cunoaşterea acesteia.

Tabelul 1. Compozţia chimică a cartofilor

Compusul Valori medii Limite de variaţie

Umiditate % 75,0 68,0 – 85,0

Substanţe extractive neazotoase,

din care amidon % 20,85

18,0 19,5 – 23,0

14,0 – 22,0

Proteine % 2,0 0,7 – 3,7

Lipide % 0,15 0,04 – 1,0

Celuloză % 1,0 0,3 – 3,5

Substanţe minerale % 1,0 0,5 – 1,0

Componenta principală este amidonul de care va depinde randamentul în alcool dar prezintă importanţă şi pentru stabilirea pierderilor care au loc la depozitare, de aceea se determină atât la intrarea în siloz a cartofilor cât şi la trecerea lor în producţie. Valoarea în amidon a cartofilor ( conţinutul în amidon şi glucide) este de (14-20)% în funcţie de soiul de cartofi, condiţiile pedoclimatice şi substanţele de fertilizare utilizate.

Înainte de a fi trecuţi în producţie, cartofii sunt supuşi recepţiei cantitative şi calitative. Recepţia cantitativă se realizează prin cântărirea acestora aduşi cu mijloacele de transport ( auto, CFR). Cartofii sunt aduşi din silozuri de păstrare sau direct de la recoltare.

Verificarea calităţii cartofilor se face pe loturi. Probele pentru verificarea calităţii se iau după cum urmează: - lot de (10-20) t – minim 3 probe a câte 10 kg fiecare din loturi diferite

- lot de (5-10) t – minim 2 probe a câte 10 kg fiecare din loturi diferite

- lot de (0.5-5) t – o singură probă de 10 kg

Probele luate se reunesc şi se omogenizează formând proba medie din care se determină: procentul de corpuri străine, conţinutul în amidon, numărul de cartofi la 1 kg, masa minimă şi procentul de cartofi cu defecte sau atacaţi de dăunători. Pentru fiecare lot se verifică toate caracteristicile prevăzute în tabel. Recepţia calitativă se realizează în laborator de către personal calificat, utilizându-se aparatura adecvată.