14 - 12 - 2018

Химия - От крахмала к спирту

 

С получением спирта (C2H5OH) из фруктов и овощей с заметным содержанием сахара все достаточно просто (см. статью Химия - Брожение: от сахара к спирту). Однако, этанол можно получить и из крахмалосодержащего сырья (картофель, бобовые, зерновые и т. д.). Только в этом случае в технологическую цепочку получения спирта включается процесс превращение крахмала в сахар под воздействием определенных ферментов:

КРАХМАЛ + ВОДА +ФЕРМЕНТ = САХАР

6Н10О5) * n + (Н20) * n + ФЕРМЕНТ = (С6Н1206) * n

Промышленные ферментные препараты могут быть куплены у спиртовых и биохимических заводов, специализирующихся на продаже миниспиртзаводов и сопутствующих материалов, или заменены на солодовое молоко, которое можно получить своими силами.

Если подставить массы атомов водорода Н=1, углерода С=12 и кислорода O=16 в формулу, то мы получим следующее соотношение:

(6*12 + 10*1 + 5*16) + (2*1 + 16) = (6*12 + 12*1 + 6*16)

162 + 18 = 180

То есть, из 1 кг крахмала теоретически получается 180/162=1,111 кг сахара. Зная содержание крахмала в сырье, можно рассчитать выход спирта. Например, если содержание крахмала в пшенице 60%, то теоретический выход спирта из такого зерна составит 0,426 л/кг:

1 кг пшеницы  => 0,6 кг крахмала => 0,666 кг сахара => 0,426 л спирта

Но здесь необходимо учесть, что во многих видах сырья, как, например, в кукурузе, горохе и т. п., кроме крахмала присутствует и какое-то количество сахаров.

Практический выход спирта, как и в случае с получением его напрямую из сахаров, обычно на 10-15% меньше теоретического по тем же причинам:
- неполное сбраживание сахара;
- неправильный процесс брожения;
- прямые потери.

В таблице ниже приведены ориентировочные данные по содержанию крахмала и сахаров, а также практическому выходу спирта из различного крахмалосодержащего сырья (при 15% потерь относительно теоретического выхода, в мл на килограмм сырья).

 
Сырьё Крахмал, %

Сахар
родной, %;

Сахар из
крахмала, %

Сахар
всего, %

Спирт,
мл/кг

Крахмал
Фасоль
Горох
Гречиха
Картофель
Кукуруза
Овёс
Просо
Пшеница
Рис
Рожь
Сорго
Чечевица
Ячмень
100
50-58
20-48
68-72
10-25
58-69
34-45
42-65
48-66
73-76
46-55
70-73
47-57
43-55
0
0
4-5
0
0
4-8
2-3
0
2-3
1-2
4-7
0
0
2-3
111
56-64
22-53
76-80
11-28
64-77
38-50
47-72
53-73
81-84
51-61
78-81
52-63
48-61
111
56-64
26-58
76-80
11-28
68-85
40-53
47-72
55-76
82-86
55-68
78-81
52-63
50-64
603
302-350
142-317
410-434
60-151
372-460
216-288
253-392
301-415
446-469
299-370
422-441
284-344
270-348


Для получения спирта можно использовать и некондиционное сырье: мороженый картофель, подгнившие фрукты и т. п., но надо понимать, что чем выше качество сырья, тем выше качество получаемого напитка.

 

Отзывы и обсуждение: Химия - От крахмала к спирту

Пока никто ничего не написал. Вы можете стать первым!