Comment et à partir de quoi l'alcool est-il préparé en Russie? Mémoire : Synthèse de l'alcool éthylique

Attention : cet article est à titre informatif uniquement. Rappelez-vous toujours les dangers de l'alcool.

La production d'alcool se compose de plusieurs étapes, qui doivent être effectuées dans un ordre séquentiel. Pour être propre alcool éthylique(plus de 40 %), une distillation et une purification de la charge sont nécessaires. Le principal avantage de cette technologie est l'absence d'investissements importants pour l'achat d'équipements et une variété de matières premières.

La technologie de production d'alcool comprend les étapes suivantes :

• préparation des matières premières;
• bouillir le grain avec de l'eau;
• refroidissement et saccharification ;
• fermentation;
• distillation d'alcool;
• rectification.

L'orge, le seigle, l'avoine et d'autres grains peuvent être utilisés comme grains. Les odeurs de moisi et de moisi ne sont pas autorisées. Il n'y a pas de réglementation stricte du grain qui sera bouilli. Il est recommandé de choisir des matières premières avec une teneur en humidité allant jusqu'à 17% et une légère contamination. Le grain est nettoyé de la poussière, de la terre, des petites pierres, des graines de mauvaises herbes et d'autres impuretés. Ensuite, il est séparé sur un séparateur à tamis à air.

Les petites impuretés métalliques doivent être éliminées au moyen de séparateurs magnétiques.

L'ébullition des grains se produit afin de détruire leurs parois cellulaires. En conséquence, l'amidon est libéré et converti en une forme soluble. Dans cet état, il est beaucoup plus facile de saccharifier avec des enzymes. Le grain est traité à la vapeur à une surpression de 500 kPa. Quand la masse bouillie sort brasseur, la pression réduite entraîne la formation de vapeur (à partir de l'eau contenue dans les cellules).

Une telle augmentation de volume brise les parois cellulaires et transforme le grain en une masse homogène. A ce jour, la digestion des matières premières contenant de l'amidon s'effectue selon l'une des trois voies suivantes : discontinue, semi-continue ou continue. La plus populaire est la méthode continue. La température d'ébullition est de 172°C et le temps de cuisson est d'environ 4 minutes. Pour obtenir un meilleur résultat, il est recommandé de broyer les matières premières.

Le processus d'ébullition lui-même comprend les opérations suivantes:

• Dosage strict du grain et de l'eau;
• Chauffer la charge à la température d'ébullition ;
• Exposition de la masse à une température donnée.

Le grain broyé doit être mélangé avec de l'eau à raison de 3 litres pour 1 kg. céréales. Le mélange de grains est chauffé à la vapeur (75°C) et pompé dans le trou de contact de la plante. C'est ici que se produit le chauffage instantané de la suspension à une température de 100 ° C. Après cela, le lot chauffé est placé dans l'appareil de cuisson.

Au cours du processus de saccharification, du lait malté est ajouté à la masse réfrigérée pour décomposer l'amidon. L'interaction chimique active conduit au fait que le produit devient absolument adapté au processus de fermentation ultérieur. Le résultat est un moût qui contient 18% de sucre sec avec une acidité de 0,3 degrés. Lorsqu'un test d'iode est effectué à partir de la masse, la couleur du moût doit rester inchangée.

La fermentation du moût commence par l'introduction de levure commerciale dans la masse saccharifiée. Le maltose est décomposé en glucose, qui à son tour est fermenté en alcool et en dioxyde de carbone. Des produits de fermentation secondaire (acides essentiels, etc.) commencent également à se former. Ce processus doit avoir lieu dans une usine de fermentation fermée, ce qui empêchera la perte d'alcool et la libération de dioxyde de carbone dans le hall de production.

Le dioxyde de carbone libéré pendant le processus de fermentation et la vapeur d'alcool de l'unité de fermentation entrent dans des compartiments spéciaux, où le liquide eau-alcool et le dioxyde de carbone sont séparés. La teneur en alcool éthylique dans la purée doit atteindre 9,5 % en volume.

L'alcool éthylique est nécessaire. Après tout, il est utilisé en médecine et en parfumerie, dans la production d'explosifs, de vernis, de peintures, etc. Depuis l'Antiquité, l'alcool éthylique est obtenu à partir de céréales, de pommes de terre, de mélasse et d'autres produits alimentaires contenant de l'amidon ou du sucre. Ce sucre est fermenté par la levure et transformé en alcool éthylique et en dioxyde de carbone. Des millions de tonnes de céréales et de pommes de terre étaient transformées chaque année en pneus et couvre-chaussures. La nécessité d'économiser ces produits a conduit à la création d'alcool éthylique de synthèse par l'industrie. Il est 2 à 3 fois moins cher que l'alcool d'origine alimentaire, car les matières premières sont bon marché - les gaz des raffineries de pétrole - et les coûts de main-d'œuvre sont faibles (environ 20 fois moins que dans la production d'alcool à partir de pommes de terre). Cependant, la technologie de production d'alcool éthylique synthétique est complexe. Nous parlerons d'elle.

La base de la production est la réaction d'hydratation directe de l'éthylène. Il se déroule à une pression d'environ 80 atmosphères et à une température d'environ 300°C en présence d'un catalyseur - l'acide phosphorique déposé sur un support solide. Vous pouvez cependant utiliser une autre méthode d'hydratation de l'éthylène - sulfate. Dans ce cas, à l'aide de pompes chimiques, l'éthylène passe dans de l'acide sulfurique fort à 98 %. L'acide éthylsulfurique se forme. S'il est mélangé avec de l'eau et chauffé, il s'effondrera - de l'alcool éthylique et de l'acide sulfurique dilués avec de l'eau se forment. Cet acide faible est renforcé, c'est-à-dire que l'eau en est évaporée. C'est précisément le point faible de la méthode à l'acide sulfurique. Par conséquent, la première méthode est principalement utilisée - l'hydratation directe.

L'éthylène n'existe pas sous sa forme pure. Certes, il est présent en faible quantité dans les gaz des fours à coke, mais il n'est pas facile de l'en extraire. Ainsi, dans l'industrie, l'éthylène est obtenu par pyrolyse d'hydrocarbures pétroliers (soit des gaz de craquage du pétrole, soit des gaz associés lors de la production du pétrole). La pyrolyse est un procédé thermique de décomposition des hydrocarbures. Dans le mélange résultant de gaz qui nous intéresse, l'éthylène représente jusqu'à 30%, environ 30% de méthane et environ 15% d'hydrogène. La pyrolyse est réalisée dans des fours tubulaires, généralement en mélange avec de la vapeur.

La tâche suivante et peut-être la plus difficile est la séparation des gaz de pyrolyse et l'extraction de l'éthylène pur du mélange. Cette opération peut être réalisée de différentes manières. Parlons de la méthode de séparation des gaz par absorption-rectification utilisée dans nos usines de synthèse d'alcool. Tout d'abord, des gaz légers - hydrogène et méthane - sont libérés des gaz de pyrolyse dans la colonne. Pour ce faire, des pompes spéciales scellées résistantes aux produits chimiques fournissent un absorbant - un liquide qui absorbe tous les gaz sauf ces deux - dans la colonne par le haut. Dans la colonne absorbante, l'éthane et l'éthylène sont distillés, dans la colonne suivante, le mélange de ces produits est séparé et le produit cible, l'éthylène, est obtenu. Dans la colonne suivante, le propane et le propylène sont distillés de l'absorbant, et l'absorbant purifié est à nouveau renvoyé dans la première colonne.

C'est maintenant au tour de l'opération principale - l'hydratation de l'éthylène. Si vous regardez le schéma réactionnel, la tâche semble simple : il vous suffit de combiner une molécule d'éthylène avec une molécule d'eau et d'obtenir une molécule d'alcool. Mais pour réaliser technologiquement cette réaction, il est nécessaire de remplir un certain nombre de conditions. Premièrement, l'éthylène doit être suffisamment pur et sa concentration doit être d'au moins 99 %. Deuxièmement, nous avons besoin d'un catalyseur efficace, tel que l'acide phosphorique supporté sur du gel de silice. Troisièmement: la pression dans le réacteur-hydrateur doit être d'environ 80 atmosphères et, par conséquent, un compresseur puissant est nécessaire. Enfin, quatrième condition : la réaction a lieu à une température d'environ 300°C, il faut donc transformer l'eau en vapeur surchauffée. À environnement industriel cela signifie le besoin de cogénération. Mais même si toutes ces conditions sont remplies, seuls 3 à 5% de l'éthylène réagissent avec la vapeur d'eau. L'éthylène n'ayant pas réagi doit être à nouveau passé avec de la vapeur d'eau à travers le catalyseur.

Enfin, un avertissement. Bien qu'il soit possible d'obtenir de l'alcool éthylique synthétique qui ne diffère pratiquement pas de l'alcool des matières premières alimentaires, cela ne signifie pas que l'alcool synthétique peut être utilisé pour fabriquer des produits à base de vin et de vodka. D'ailleurs, c'est interdit. Mais ce n'est pas du tout dans ce but que l'alcool de synthèse est produit...

- un liquide inflammable incolore avec une odeur et un goût piquants. Il est utilisé à des fins techniques, médicales et alimentaires. Basé sur cet alcool, le plus populaire boisson alcoolisée dans le monde - . Mais tous les éthanols ne peuvent pas être utilisés pour produits alcoolisés, certains de ses types peuvent entraîner une perte de vision ou un coma. Découvrons pourquoi.

Qu'est-ce que l'alcool éthylique

Pour comprendre comment l'alcool éthylique est fabriqué en Russie, il convient de savoir de quoi il s'agit en général. L'alcool éthylique (éthanol) est de deux types: alimentaire et. La technique est obtenue par hydratation de l'éthylène. La matière première d'un tel produit peut être l'huile et les produits de son traitement, la sciure de bois, etc. Il a acquis un objectif technique car il contient des impuretés toxiques inséparables et la matière première ne peut pas être consommée. Ces alcools comprennent la teinture médicale et formique. Boire une telle "boisson" est très dangereux.

L'éthanol alimentaire est défini en chimie par la formule : C2H5OH. Il est obtenu exclusivement à partir de produits alimentaires : pommes de terre, céréales, fruits, baies. Il apparaît à la suite de la fermentation et de la purification des impuretés. L'étape de fermentation (fermentation) ne peut se produire qu'avec la participation de sucre et de levure. Dans ce processus, une molécule de sucre libère deux molécules d'éthanol et la même quantité de dioxyde de carbone. De plus, les mêmes impuretés toxiques se forment, comme dans la technique: méthanol, vinaigre, huiles de fusel, etc.

Ces composants nocifs sont éliminés de l'alcool par rectification. Le résultat est le même alcool à partir duquel la vodka est préparée. Autrement dit, dans les boissons alcoolisées, il devrait y avoir exclusivement de l'éthanol alimentaire.

Comment obtient-on l'alcool éthylique

Selon Rosstat, un adulte russe consomme environ 18,5 litres d'alcool pur par an. Ce n'est pas l'alcool qui sert à essuyer le verre qui compte, mais celui qu'ils boivent - la nourriture. Sur la base de ces données, nous pouvons conclure que la production d'alcool en Russie est littéralement épuisée. Dans le même temps, des alcools de haute et de moins bonne qualité sont produits et bu. Il convient de noter que le processus d'obtention d'éthanol pur en Russie n'est pas différent de sa production dans d'autres pays.

La qualité de ce produit est contrôlée par l'état. Selon la matière première et le degré de purification, l'alcool éthylique est divisé en plusieurs types. Selon GOST R 51652-2000, il y a :

1. "Alpha" - éthanol obtenu à partir de blé ou de seigle de la plus haute qualité. Doit contenir le moins de corps étrangers. Peut être utilisé pour la production ultérieure de vodka de classe super premium.
2. "Lux" est la base de la vodka du segment premium. Il est fabriqué à partir de différents types de céréales dans des proportions arbitraires.
3. "Extra" - fabriqué à partir de diverses sortes céréales dans n'importe quelle proportion. Les pommes de terre peuvent être utilisées pour le moût primaire dont la teneur ne doit pas dépasser 60 %. Passe moins de nettoyage que "Lux", mais mieux que "Basis". Il est utilisé pour la production de vodka à prix moyen.
4. "Base" - peut être préparé à partir de n'importe quelle matière première agricole, à l'exception du moût de fruits et de baies. Utilisé pour faire de la vodka de qualité moyenne.
5. Purification la plus élevée - est considéré comme l'alcool de la plus basse qualité, mais convient à l'industrie de l'alcool. Il peut être produit à partir de n'importe quelle matière première alimentaire dans n'importe quel rapport. Il subit un nettoyage de base des impuretés et des huiles de fusel. Convient pour la production de teintures, vodka, classe économique.
6. Le premier grade ne convient pas à l'industrie de l'alcool et à l'ingestion.

Le médicament "Alcobarrier"

Dans le même temps, selon GOST, l'alcool ne devrait pas avoir un goût prononcé. Malgré cela, chaque type d'alcool a une odeur et un goût caractéristiques, bien que seuls les «gourmets» puissent les distinguer. Après dilution et obtention de vodka, le produit peut acquérir des caractéristiques individuelles, car les fabricants peuvent ajouter des arômes et des additifs alimentaires à leur discrétion.

Comme le montre la classification générale des alcools à boire, si le signe «purification la plus élevée» se trouve sur la vodka, cela indique que l'alcool de la toute première Basse qualité. Parmi Timbres russes l'éthanol du segment Extra est considéré comme le plus courant, puisque la pomme de terre est considérée comme la matière première la plus rentable : elle est riche en amidon, qui est bien saccharifié et libère des molécules d'éthanol. De plus, le moût de pomme de terre est moins cher.

Malheureusement, le fabricant peut mettre une telle icône même s'il utilise l'alcool ou "Basis" de la plus haute pureté. Dans ce cas, il ne faut se fier qu'à la conscience du fabricant lui-même, car même en laboratoire, il est impossible d'établir quelles matières premières ont été utilisées. Il est impossible de déterminer les ingrédients d'origine "grâce" à la rectification, au cours de laquelle l'alcool de n'importe quelle matière première a la même formule - C2H5OH. Compte tenu de cela, la production souterraine d'alcool peut même utiliser une base non alimentaire pour l'alcool.

L'éthanol alimentaire de haute qualité est obtenu en utilisant la technologie suivante :

1. Le producteur sélectionne les matières premières : céréales, betteraves, canne à sucre ou pommes de terre. Avant utilisation, les ingrédients sont nettoyés, le grain est broyé en farine grossière.
2. La base alimentaire est bouillie à l'aide de technologies spéciales. Cette étape est nécessaire pour libérer l'amidon, surtout si du blé ou du seigle est utilisé.
3. Ensuite, la masse bouillie est saccharifiée et de la levure ou du malt est ajouté. A partir de ce moment, la fermentation commence : des molécules d'éthanol sont libérées. Sous cette forme, le moût fermente jusqu'à la fin de la fermentation.
4. Vient ensuite la première distillation au cours de laquelle l'alcool est séparé de l'eau. Dans le liquide résultant, il y a encore beaucoup d'impuretés, qui sont éliminées par rectification - purification par étapes. Au premier stade, on obtient de l'alcool brut, qui ne convient pas à la consommation.
5. La matière première est purifiée du méthanol, des huiles de fusel, de l'isopropanol et d'autres impuretés. Cette purification est basée sur température différenteébullition de ces éléments. Certains d'entre eux bouillent à une température inférieure à celle de l'éthanol - les fractions de tête, elles se démarquent en premier, s'en débarrasser. Autres - fractions de queue, bouillir à une température supérieure à celle de l'éthanol, elles sont les dernières à être libérées et doivent également être éliminées. La fraction intermédiaire est l'éthanol.

Pour améliorer la qualité et une meilleure purification, le fabricant peut rectifier l'alcool plusieurs fois, puis un produit de la classe "Lux" ou "Alpha" sera obtenu. Cependant, avec une telle filtration réutilisable, le produit final sera bien moindre. Par conséquent, la plupart des fabricants préfèrent ne pas déranger et rectifier l'alcool une seule fois. À la fin du processus de cuisson, l'éthanol doit être testé. Ensuite, il est mélangé avec de l'eau distillée de manière à obtenir une concentration d'environ 95 %. Un tel produit est appelé boisson uniquement parce qu'il est utilisé plus loin dans l'industrie de l'alcool. Il est impossible de le boire sous sa forme pure, car il détruit la membrane muqueuse des organes internes.

L'alcool éthylique est également présent dans le gin et d'autres boissons alcoolisées. Cependant, il existe une différence entre l'éthanol contenu dans la vodka et l'éthanol contenu dans d'autres types d'alcool. Les fabricants étrangers n'utilisent pas du tout la distillation, le processus de purification est remplacé par la distillation. Une telle filtration nécessite une base de qualité supérieure, contrairement au rectifié, qui transforme n'importe quelle base en le même alcool.

Alcool "buvable" de synthèse

En plus de la boisson, il existe également de l'alcool éthylique technique, qui dans l'industrie alimentaire ne devrait être utilisé ni par la loi ni par la logique. Pour comprendre pourquoi il est impossible de boire de l'alcool technique, il suffit de comprendre le processus de sa fabrication. En Russie, il est obtenu de la même manière qu'à l'étranger. La technologie pour obtenir un analogue technique est un peu plus compliquée que celle d'un produit alimentaire.

Pour lui, utilisez :

• produits raffinés;
• toute matière première contenant de la cellulose;
• tourbe;
• bois (sciure de bois).

Il peut également être produit par le procédé d'hydratation d'hydrocarbure d'éthylène en présence d'un catalyseur. Pour obtenir de l'éthanol à partir de la base, comme dans la production d'alcool alimentaire, la base doit être fermentée. Le malt germé ou la levure est utilisé pour préparer de l'éthanol à boire, et des catalyseurs chimiques sont utilisés dans le processus de création d'un produit technique.

L'alcool technique passe également par les étapes de purification, mais sans rectification approfondie, car ses propriétés de consommation ne doivent pas préoccuper le fabricant et le consommateur. La plupart des impuretés toxiques n'en sont pas éliminées : acétaldéhyde, ester d'acide formique, méthanol, isopropanol, furfural, alcool butylique, etc.

Contrairement à un analogue alimentaire, un produit technique peut différer en couleur, parfois avec une teinte jaunâtre ou bleue. L'odeur d'un tel liquide est plus prononcée - l'alcool, parfois avec un soupçon d'acétone. Les fabricants consciencieux ajoutent des colorants et des substances à odeur prononcée à l'alcool technique, ceci afin d'exclure la possibilité d'ingérer un tel produit.

L'alcool industriel avec de tels additifs est appelé alcool dénaturé. Les éléments dénaturants sont sélectionnés de manière à ce que leur séparation de l'éthanol soit impossible ou difficile en conditions souterraines. Malgré cela, certaines "entreprises" douteuses utilisent encore l'alcool industriel comme base pour la vodka et d'autres spiritueux. Une telle activité est strictement punie par la loi de la Fédération de Russie, mais continue d'exister.

L'utilisation d'alcool technique pour la production d'alcool est due au fait qu'une telle base est moins chère qu'un homologue à boire. Pour le consommateur, de telles économies sont parfois très coûteuses.

L'utilisation d'alcool industriel peut entraîner :

• nausées et vomissements sévères;
• troubles de la pression artérielle;
• cécité;
• évanouissement et à qui;
• la mort (en cas d'empoisonnement grave).

Non seulement l'alcool éthylique est technique, mais aussi l'isopropyle, le méthyle, le butanol, etc. Ils sont excellents comme solvants pour l'industrie automobile, pour laver les circuits imprimés et les disques, les fenêtres, mais pas pour boire. Il sert également de substitut populaire à l'éthanol alimentaire. Il appartient également à un certain nombre de techniques, mais parmi les consommateurs, il est considéré comme beaucoup plus sûr que les autres. Ainsi, beaucoup pensent que l'alcool médical est préparé uniquement à partir de céréales de la plus haute qualité. L'origine de ce mythe n'est pas claire.

Très probablement, une telle confusion était due au GOST, qui stipule que l'alcool éthylique technique doit être produit à partir de matières premières alimentaires. En fait, l'alcool "Extra" - médical. Cependant, il n'y a aucune mention de normes dans le document. alcool médical. Et cela signifie qu'ils le cuisinent de toutes les manières possibles. Les fabricants dignes de confiance utilisent de l'éthanol purifié "Extra", peu fiable - tout autre alcool. Encore une fois, les analogues synthétiques sont beaucoup moins chers pour le fabricant, donc la tentation de les utiliser est beaucoup plus grande.

Comment distinguer l'éthanol potable de l'éthanol technique

Malheureusement, le prix élevé d'une bouteille de vodka ne garantit pas sa qualité. L'alcool est facile à falsifier, il suffit d'obtenir des étiquettes et des contenants similaires, et la boisson «élite» à la sciure de bois (au mieux) est prête. Les commerces n'hésitent pas non plus à acheter des produits moins chers, le risque d'empoisonnement n'est donc pas exclu, même si l'on achète de l'alcool dans un bel emballage "riche".

Pour se débarrasser rapidement et de manière fiable de l'alcoolisme, nos lecteurs conseillent le médicament "Alcobarrier". ce remède naturel, qui bloque le besoin d'alcool, provoquant une aversion persistante à l'alcool. De plus, Alcobarrier lance des processus de régénération dans les organes que l'alcool a commencé à détruire. L'outil n'a pas de contre-indications, l'efficacité et la sécurité du médicament ont été prouvées par des études cliniques à l'Institut de recherche en narcologie.

Pour réduire ce risque, mieux vaut effectuer ces achats dans des hypermarchés, des chaînes ou des magasins spécialisés. En un mot, ce devrait être un tel point de vente qui valorise sa réputation, et auquel, dans ce cas, il sera possible de faire des réclamations (surtout, conserver les reçus). Cela vaut la peine d'éviter les étals, les étals de marché, les points privés douteux. Ces points de vente aiment se déguiser en "confisqués", expliquant ainsi le bas prix d'un si "bon produit".

L'alcool acheté doit être incendié avant de le boire. Il suffit de verser un peu de produit dans une cuillère à soupe et de l'allumer. S'il brûle avec une flamme bleue translucide, nous avons devant nous de l'éthanol (bien que sa composition reste inconnue). Si la flamme dégage une teinte verdâtre, il s'agit d'alcool industriel toxique.

Si vous souhaitez vérifier la qualité de votre marque de vodka préférée ou que vous venez d'acheter, un quartier de pomme de terre vous aidera. Dans un verre d'alcool, vous devez abaisser un morceau de pommes de terre épluchées et le laisser reposer quelques heures. Si la plante racinaire n'a pas changé de couleur, la boisson est à base de bon éthanol alimentaire. La teinte rose de la pomme de terre indique une forte teneur en méthanol.

Vous pouvez également vérifier l'alcool pour les impuretés étrangères à l'aide de fil de cuivre. Il doit être chauffé au feu et abaissé dans un récipient avec un produit à tester, sans émettre d'odeur ni de fumée désagréable. Si le liquide dégage une odeur âcre, vous ne devez pas le boire.

La meilleure prévention contre l'intoxication alcoolique industrielle est d'éviter complètement l'alcool lourd. Parler de la qualité de l'éthanol, même en boire, est assez difficile, car c'est aussi un poison pour le corps. Le GOST de 1972 a défini l'éthanol comme "un médicament puissant qui provoque d'abord une excitation puis une paralysie du système nerveux". Aujourd'hui, le GOST russe le définit comme "un liquide incolore avec une odeur caractéristique". Malgré le fait que les normes de sa fabrication n'ont pas changé. N'oubliez pas que l'industrie de l'alcool a apporté et apporte des revenus au Trésor public. Et le Trésor s'intéresse à la vente d'alcool, et non à la santé de la nation. L'alcool éthylique était un poison en 1972 et est un poison aujourd'hui.

Par essence, les alcools de fermentation sont des produits de synthèse, mais naturels. Après tout, les pommes de terre, diverses céréales et le bois - ils sont tous obtenus à la suite de la synthèse photochimique dans des plantes à partir de plantes simples. substances présentes dans l'air et le sol. Ce processus se déroule tout autour de nous dans la nature à une échelle gigantesque, incomparable à l'échelle des industries conventionnelles. Dans les parties vertes des plantes, sous l'influence du catalyseur de chlorophylle produit par les plantes elles-mêmes, l'amidon, les sucres et d'autres substances sont continuellement synthétisés à partir d'anhydride carbonique et d'eau de l'air. La quasi-totalité de l'alimentation humaine est constituée des produits de cette synthèse.

Par conséquent, lorsque nous avons mentionné l'alcool synthétique, nous entendions la synthèse chimique artificielle.

L'alcool éthylique synthétique est un alcool issu des gaz de raffinerie. Le pétrole est la troisième matière première la plus importante pour la production d'alcool. Lorsque le pétrole est chauffé (cela se fait dans les grandes raffineries), un certain nombre de fractions en sont séquentiellement séparées - essence, kérosène, naphta, etc. Ces fractions sont un mélange d'hydrocarbures légers. Le reste est du fioul lourd.

Au siècle dernier, le principal produit de la distillation du pétrole était le kérosène, qui servait à l'éclairage. Il est curieux qu'un produit pétrolier aussi précieux que l'essence soit considéré comme un déchet à cette époque et soit simplement brûlé. Actuellement, l'essence est le principal type de carburant. Initialement, il n'était isolé du pétrole que par la course dite directe, c'est-à-dire la distillation afin d'obtenir des fractions légères et légères. Cependant, au fil du temps, afin d'augmenter la production d'essence, qui était requise de toute urgence par l'industrie automobile et l'aviation en développement rapide, basée sur l'utilisation de moteurs à combustion interne, le pétrole a commencé à être soumis à un traitement spécial. Ce traitement, associé à l'utilisation de températures et de pressions élevées, est appelé pyrolyse ou craquage, selon les conditions du procédé. L'essence de tels procédés sera analysée ci-dessous, dans le chapitre sur la production de butadiène à partir du pétrole.

Lors de la pyrolyse et du craquage du pétrole, en raison de la décomposition des molécules d'hydrocarbures complexes qui forment le pétrole, des hydrocarbures gazeux sont obtenus en grande quantité, à la fois des hydrocarbures saturés - méthane CH4, éthane C2H6, propane C3H8 et des hydrocarbures insaturés - éthylène C2H4, propylène C3H6 , etc.

Les gaz de raffinage du pétrole sont les matières premières chimiques les plus précieuses. Cependant, ils ont été peu utilisés jusqu'à récemment. Le plus souvent, ces gaz étaient simplement brûlés, en disposant une "torche" près de la raffinerie, ou jetés dans l'atmosphère sans aucun bénéfice. Ce n'est que ces dernières années qu'ont trouvé des moyens de capter les gaz de raffinage du pétrole, leur séparation et divers traitements chimiques.

L'un des gaz de raffinage les plus précieux est le gaz combustible léger éthylène СH 2 = СH 2 , qui est contenu dans les gaz de pyrolyse jusqu'à 21% en poids. Il a une double liaison. C'est le composé insaturé le plus simple. En raison de la double liaison, l'éthylène entre facilement dans des composés avec d'autres substances et peut polymériser, donnant du polyéthylène solide. L'éthylène est très pratique pour la synthèse et est utilisé dans l'industrie en grande quantité pour obtenir diverses substances.

Il connaissait très bien les propriétés de l'éthylène. Alexandre Mikhaïlovitch Butlerov. En 1873, il fait une expérience intéressante et importante dans ses conséquences pratiques. Butlerov a fait passer de l'éthylène gazeux dans de l'acide sulfurique. L'éthylène, en interaction avec l'acide, a donné de l'acide éthylsulfurique :

En traitant l'intermédiaire résultant avec de l'eau (en l'hydrolysant, comme dirait un chimiste), le scientifique a obtenu pour la première fois de l'alcool éthylique synthétique :

Ainsi, il y a quatre-vingts ans, une découverte remarquable a été faite à Saint-Pétersbourg, dont l'honneur revient au chimiste russe. Il a été prouvé pour la première fois qu'un produit aussi important pour l'économie nationale que l'alcool peut être obtenu sans fermentation, par une méthode purement chimique. À notre époque, où le craquage et la pyrolyse du pétrole ont connu un grand développement dans de nombreux pays, la réaction de Butlerov a été réalisée dans échelle industrielle. Des centaines de milliers de tonnes d'alcool sont obtenues à partir de l'éthylène des gaz de raffinage du pétrole. C'est de l'alcool de pétrole. Pour l'obtenir, le coût des matières premières alimentaires n'est pas requis, et donc la production d'un tel alcool a des perspectives de développement illimitées.

La pensée des scientifiques ne s'est pas arrêtée à cette découverte. La production d'alcool à partir d'éthylène à l'aide d'acide sulfurique (la "méthode à l'acide sulfurique" pour obtenir de l'alcool) se déroule en deux étapes. Il s'agit d'un processus en deux étapes, et les chimistes s'efforcent toujours de réduire le nombre d'étapes : moins il y en a, plus le rendement du produit cible est élevé. Les réactions que nous venons de lire ne sont que les directions principales du processus, en fait un certain nombre de sous-produits se forment. L'éthylène est obligé d'interagir avec de l'acide sulfurique hautement concentré (95-98%) à une température de 60-80 ° et une légère surpression de gaz. Pour obtenir 1 g d'éthanol à 100%, vous devez dépenser environ 0,7 tonne d'éthylène.Comme le montre l'équation de réaction, lorsque l'alcool est obtenu à partir de l'éthylène par l'acide éthylsulfurique, l'acide sulfurique est à nouveau formé, mais déjà dilué (40 -60 %), puisque de l'eau est introduite dans le procédé.

Une grande consommation d'acide sulfurique et la formation d'un acide faible sont des inconvénients du procédé à l'acide sulfurique pour produire de l'alcool éthylique.

Il est très tentant de penser à obtenir de l'alcool éthylique directement à partir d'éthylène, en une seule étape. Après tout, sur le papier, c'est la réaction la plus simple :

En fait, obtenir de l'alcool en une seule étape n'est pas si facile. Les chimistes ici appellent à l'aide tous leurs fidèles assistants : catalyseur, haute pression, haute température. Ce n'est que dans ce cas que l'éthylène réagit avec l'eau avec un bon rendement.

Ces dernières années, un tel procédé a été mis en oeuvre dans des conditions de production. C'est ce qu'on appelle l'hydratation directe de l'éthylène, car son essence est l'addition directe d'eau à l'éthylène. Comme l'hydrolyse de l'acide éthylsulfurique, la réaction d'hydratation directe de l'éthylène est réversible. Le processus peut se dérouler, selon les conditions, dans un sens ou dans un autre. Dans certaines conditions, un moment d'équilibre chimique se produit : dans une unité de temps, il se forme autant de molécules d'alcool éthylique qu'elles se décomposent en éthylène et en eau.

Il n'est pas nécessaire d'introduire de grandes quantités d'acide sulfurique dans le processus d'hydratation directe. C'est un avantage majeur pour la production.

C'est ainsi que les usines produisent de l'alcool à partir d'éthylène.

C'est aussi de l'alcool issu de matières premières non alimentaires.

Dans les années à venir, l'industrie soviétique du caoutchouc synthétique se tournera entièrement vers la consommation d'alcool pour les besoins de production à partir de matières premières non alimentaires - bois et gaz de raffinerie de pétrole. Les matières premières alimentaires actuellement dépensées à cette fin seront utilisées aux fins prévues.

La figure 9 montre clairement la consommation de diverses matières premières pour obtenir 1 tonne d'alcool éthylique. Nous nous sommes familiarisés avec toutes les méthodes industrielles de production d'alcool éthylique actuellement acceptées. Allons plus loin: voyons comment le butadiène est obtenu à partir d'alcool selon la méthode de S. V. Lebedev.

Riz. 9. Une telle quantité de pommes de terre, de bois ou d'éthylène est nécessaire pour obtenir 1 tonne d'alcool éthylique.

L'alcool éthylique brut provenant des distilleries est envoyé dans un entrepôt d'alcool pour constituer une "charge", c'est-à-dire un mélange qui va à la décomposition chimique ("mise en contact"). Pour constituer la charge, l'alcool brut frais et l'alcool circulant, ou l'alcool régénéré (alcool qui ne s'est pas décomposé au contact) sont prélevés dans un rapport strictement défini. Ce mélange est alimenté en continu par une pompe centrifuge pour décompositionà la boutique de contact. Les gaz de contact formés ici, contenant le butadiène dont nous avons besoin, entrent dans l'atelier de condensation. Une condensation partielle (liquéfaction) du gaz de contact s'y produit. Les éléments constitutifs de la charge, qui ont des points d'ébullition élevés, se transforment en liquide, et les éléments à bas point d'ébullition, dont le butadiène, bouillant à 4 °,5 ° C, vont plus loin sous forme de vapeurs. La signification de ce opération technologique est clair : pour séparer le butadiène des impuretés lourdes, principalement de l'eau et de l'alcool éthylique (non décomposé) (Fig. 10).

Riz. 10. Schéma général de production de caoutchouc à partir d'alcool selon la méthode de S. V. Lebedev.

Le gaz non condensable entre absorption, c'est-à-dire l'absorption par le liquide. Dans les appareils à haut débit - les épurateurs, le butadiène et certaines de ses impuretés sont piégés par l'alcool liquide qui coule. L'absorbant saturé (alcool) est fourni pour la distillation aux colonnes chauffées à la vapeur. Le butadiène facilement bouillant est distillé de l'absorbant, condensé et sous forme de butadiène brut entre dans le blanchissage, qui consiste en ce que l'acétaldéhyde accompagnant le butadiène, qui interfère avec la polymérisation, est lavé à l'eau et ainsi séparé du butadiène. Le butadiène brut lavé est soumis à rectification(épuration par distillations répétées), après quoi, sous forme de butadiène fort pur rectifié, il est envoyé vers polymérisation- transformation en polymère. Le lavage et la distillation constituent ensemble le processus de purification du butadiène. Le polymère est exposé En traitement, donnant du caoutchouc sodium-butadiène commercial.

C'est, dans les termes les plus généraux, le schéma d'obtention du caoutchouc synthétique selon la méthode de S. V. Lebedev. Nous avons délibérément mis l'accent sur les mots : décomposition - condensation - absorption - distillation - lavage - rectification - polymérisation - transformation. C'est cette chaîne de processus de base qui conduit à la production de caoutchouc synthétique dans les usines, qui est ensuite envoyé aux usines de caoutchouc pour être transformé en produits. Faisons le tour de l'usine de caoutchouc synthétique. A l'approche d'une telle usine, le silence est saisissant : des usines chimiques bien établies fonctionnent presque silencieusement.

À cet égard, elles sont très différentes des usines mécaniques ou sidérurgiques, où la plupart des processus de travail s'accompagnent de bruit et de cliquetis. De loin, l'usine SK (car le caoutchouc synthétique est généralement abrégé dans la pratique) est une grande entreprise industrielle avec de nombreux bâtiments et de grands appareils à l'extérieur des bâtiments.

Toutes les méthodes envisagées pour obtenir de l'alcool éthylique sont analytiques, car elles reposent sur la décomposition de substances plus complexes, c'est-à-dire sur la fermentation alcoolique des hexoses. Actuellement, une méthode synthétique de production d'alcool éthylique est également largement utilisée, basée sur des substances plus simples, telles que l'éthylène C 2 H 4 .

En 1872. Butlerov, avec V. Goryainov, a été le premier à obtenir de l'alcool éthylique synthétique en absorbant l'éthylène avec de l'acide sulfurique, puis en agissant sur le composé résultant avec de l'eau.

La matière première pour la production d'alcool éthylique synthétique est constituée des gaz des raffineries de pétrole, qui contiennent de l'éthylène. De plus, d'autres gaz contenant de l'éthylène peuvent être utilisés : gaz de cokerie issu de la cokéfaction du charbon et gaz de pétrole associés.

Actuellement, l'alcool éthylique synthétique est produit de deux manières : hydratation de l'acide sulfurique et hydratation directe de l'éthylène.

Hydratation par l'acide sulfurique de l'éthylène. La production d'alcool éthylique par cette méthode comprend les processus suivants: l'interaction de l'éthylène avec l'acide sulfurique, dans laquelle se forment de l'acide éthylsulfurique et du sulfate de diéthyle; hydrolyse des produits résultants avec formation d'alcool; séparer l'alcool de l'acide sulfurique et le purifier.

Les matières premières pour l'hydratation de l'acide sulfurique sont des gaz contenant 47 à 50 % en poids. l'éthylène, ainsi que les gaz à faible teneur en éthylène. Le processus est effectué selon le schéma ci-dessous.

L'éthylène interagit avec l'acide sulfurique dans la colonne de réaction, qui est un cylindre vertical. À l'intérieur de la colonne se trouvent des plaques coiffées avec des verres à débordement. Un gaz contenant de l'éthylène est fourni à la partie inférieure de la colonne par un compresseur, et de l'acide sulfurique à 97-98 % est fourni à la colonne par le haut pour l'irrigation. Le gaz, montant, bouillonne sur chaque plaque à travers la couche liquide. L'éthylène réagit avec l'acide sulfurique selon les réactions suivantes :

Un mélange d'acide éthylsulfurique, de sulfate de diéthyle et d'acide sulfurique n'ayant pas réagi s'écoule en continu de la colonne de réaction. Ce mélange est refroidi dans un réfrigérateur à 50°C et envoyé pour hydrolyse, dans laquelle se produisent les réactions suivantes :

C 2 H 5 HSO 4 + H 2 O \u003d C 2 H 5 OH + H 2 SO 4

(C 2 H 5) 2 SO 4 + H 2 O \u003d C 2 H 5 HSO 4 + C 2 H 5 OH

Le sulfate de monoéthyle obtenu à partir de la deuxième réaction est soumis à une décomposition supplémentaire avec formation d'une autre molécule d'alcool.

Hydratation directe de l'éthylène. Système technologique la production d'alcool éthylique par la méthode d'hydratation directe de l'éthylène est présentée ci-dessous.

La matière première du procédé d'hydratation directe est un gaz à haute teneur en éthylène (94-96%). L'éthylène est comprimé par un compresseur jusqu'à 8-9 kPa. L'éthylène comprimé est mélangé à de la vapeur d'eau dans certaines proportions. L'interaction de l'éthylène avec la vapeur d'eau est réalisée dans un appareil de contact - un hydrateur, qui est une colonne cylindrique creuse verticale en acier contenant un catalyseur (acide phosphorique déposé sur aluminosilicate).

Un mélange d'éthylène et de vapeur d'eau à 280-300°C sous une pression d'environ 8,0 kPa est introduit dans l'hydrateur, qui maintient les mêmes paramètres. Lorsque l'éthylène interagit avec la vapeur d'eau, en plus de la réaction principale de formation d'alcool éthylique, des réactions secondaires se produisent, entraînant des produits de polymérisation d'éther diéthylique, d'acétaldéhyde et d'éthylène. Les produits de synthèse sont évacués de l'hydrateur un grand nombre de l'acide phosphorique, qui peut par la suite avoir un effet corrosif sur les équipements et les canalisations. Pour éviter cela, l'acide contenu dans les produits de synthèse est neutralisé par un alcali. Les produits de synthèse après neutralisation sont passés dans un séparateur de sel, puis refroidis dans un échangeur de chaleur et les vapeurs d'eau-alcool sont condensées. Obtenir un mélange de liquide eau-alcool et d'éthylène n'ayant pas réagi. L'éthylène n'ayant pas réagi est séparé du liquide dans un séparateur. Il s'agit d'un cylindre vertical dans lequel sont installés des déflecteurs qui modifient fortement la vitesse et la direction du flux de gaz. L'éthylène est retiré du séparateur vers la conduite d'aspiration du compresseur de circulation et envoyé pour être mélangé avec de l'éthylène frais. La solution hydroalcoolique sortant du séparateur contient 18,5-19 % vol. de l'alcool. Il est concentré dans une colonne d'épuisement et sous forme de vapeurs est dirigé vers une colonne de distillation pour purification. L'alcool est obtenu avec une teneur de 90,5% vol. Les usines d'alcool synthétique utilisent la méthode d'hydratation directe de l'éthylène.

La production d'alcool synthétique, quelle que soit la méthode de production, est beaucoup plus efficace que la production d'alcool à partir de matières premières alimentaires. Pour obtenir 1 alcool tétylique à partir de pommes de terre ou de céréales, il faut passer 160 à 200 jours-homme, à partir des gaz de raffinage du pétrole seulement 10 jours-homme. Le coût de l'alcool synthétique est environ quatre fois inférieur au coût de l'alcool issu des matières premières alimentaires.

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PRODUCTION DE BIÈRE

La bière est une boisson folklorique ancienne qui contient une petite quantité d'alcool et a un arôme de houblon caractéristique. En raison de la saturation en dioxyde de carbone, la bière désaltère bien. La bière contient de nombreux nutriments et vitamines précieux.

Toutes les bières contiennent de 1,8 à 7,0 % vol. d'alcool et de 0,3 à 0,5 % de dioxyde de carbone.

Les substances extractives non fermentées de la bière sont constituées de sucres, de protéines, d'acides aminés et d'autres substances organiques, de sels minéraux et de une petite quantité vitamines. Ils donnent à la bière une plénitude de goût.

Les matières premières pour la fabrication de la bière sont : le malt d'orge sec et les matières non maltées (farine d'orge, farine de maïs dégraissée et paille de riz) ajoutées lors de la production de certaines bières ; houblon, eau. Le sucre, le glucose et d'autres produits contenant du sucre sont également utilisés. La quantité de matières premières non maltées et de produits contenant du sucre peut représenter jusqu'à 50% de la masse de grains utilisée pour préparer la purée.

Une combinaison particulière d'amertume de houblon, d'arôme spécifique et de saturation en dioxyde de carbone dissous avec une faible teneur en alcool dans la bière détermine la large diffusion de cette boisson et sa popularité.

Le schéma technologique pour la production de bière à partir de malt (Fig. 6.1) comprend plusieurs étapes: préparation du moût de bière houblonné; le faire fermenter avec des races spéciales de levure; longue exposition de la bière verte à de basses températures positives pour la clarification et la maturation ; filtration et embouteillage de bière finie; pasteurisation de la bière.

Tous ces processus sont très complexes, interdépendants et la violation des régimes technologiques à tout moment affecte inévitablement la qualité de la bière finie.

Lors de la première étape de la préparation du moût de bière houblonnée, il est important d'utiliser au mieux les extraits de malt, pour obtenir leur transfert maximal en solution - principalement l'amidon, une partie importante des protéines et leurs produits de décomposition, qui sont à la base de la création de produits finis. Bière.

Les étapes ultérieures de la production de bière jouent également un rôle important dans sa production. Il s'agit de la fermentation du moût houblonné, de sa clarification, des étapes de filtration et de mise en bouteille.

Préparation du moût de bière

Le processus de préparation du moût de bière consiste à nettoyer et à écraser le malt d'orge, à préparer la purée, à filtrer la purée et à faire bouillir le moût avec du houblon.

Nettoyage et broyage du malt

Le malt prêt est stocké pendant une longue période. Pendant le stockage et le transport, le malt peut être contaminé par diverses impuretés (poussière, sable, objets métalliques), il peut y avoir à sa surface des résidus de germes, des morceaux de paille adhérents, etc.. Ces impuretés réduisent le rendement en extrait, détériorent la qualité de la bière , et les particules métalliques peuvent endommager les rouleaux du broyeur de malt. Le malt est nettoyé sur une polisseuse et un appareil magnétique.

La machine à polir se compose d'écrans vibrants, d'un tambour à brosse, d'un plateau ondulé et d'un ventilateur centrifuge. Les impuretés du malt sont retenues sur les tamis et, à l'aide d'un tambour à brosse et d'un plateau ondulé, la surface du malt est nettoyée et polie. A la sortie de la machine à polir, le malt pénètre dans le flux d'air créé par le ventilateur et est débarrassé des résidus de poussière. Après polissage, le malt acquiert un goût franc, bon apparence, sa nature est légèrement augmentée et le rendement de l'extrait dans la brasserie est augmenté. La quantité de déchets lors du nettoyage sur une machine à polir est de 0,1 à 1 % et dépend du degré de contamination du malt et du fonctionnement de la machine. Avant broyage, le malt est débarrassé des impuretés mécaniques aléatoires qui peuvent provoquer des dommages aux rouleaux, des étincelles, des explosions et des incendies de poussière.

Broyage du malt. Le malt est broyé afin d'améliorer la dissolution et la décomposition enzymatique de son contenu lors du processus de brassage. La qualité du broyage affecte processus technologique préparation du moût et rendement de l'extrait. Avec un broyage très fin, les particules de malt sont disponibles pour l'action enzymatique, le processus de décomposition des protéines et de l'amidon est plus rapide. Cependant, les fines particules de broyage, ayant une grande capacité d'absorption, retiennent beaucoup d'extrait, et les drêches dans la cuve de filtration s'agglutinent en une couche dense. Cela complique et ralentit le processus de filtrage de la purée et de lessivage des grains, et entraîne une augmentation de la consommation d'eau. Par conséquent, lors du filtrage de la purée dans une cuve de filtration, un broyage très fin peut réduire la productivité de la salle de brassage et augmenter la perte d'extrait avec les drêches.

Lors de la filtration de la purée sur un filtre-presse, ces facteurs n'affectent pas sa vitesse, car celle-ci est produite sous pression.

Avec un broyage grossier, la purée est bien filtrée, mais la perte d'extrait augmente en raison du mauvais accès des enzymes aux substances à l'intérieur des particules de broyage. Par conséquent, le broyage doit être ajusté de manière à ce que la coque, qui sert de matériau filtrant lors du filtrage de la purée dans la cuve de filtration, ne soit pas trop broyée et que le corps farineux soit broyé en farine et semoule. Broyage moyen (%): cosse - 20, grains grossiers et fins - 50-55, farine 25-30.

Lorsque vous travaillez avec un filtre-presse, la teneur en farine du malt broyé peut être augmentée jusqu'à 45 %. Le concassage du malt est effectué sur des concasseurs à rouleaux (à deux, trois, quatre et six rouleaux).

Préparation de la congestion. Faire un moût ne consiste pas seulement à mélanger du malt broyé avec de l'eau, mais aussi à le décomposer. parties constitutives malt avec des enzymes.

Le processus de préparation de la purée fournit :

1) décomposition des éléments constitutifs du malt à l'aide d'enzymes et leur conversion en substances solubles (extractives) plus simples;

2) décomposition assistée par des enzymes des constituants des matières non maltées qui sont ajoutées au malt dans la préparation de certains types de bière ;

3) obtenir le rendement maximum d'extrait à partir de malt sec et de matières non maltées ;

4) une certaine composition de l'extrait, nécessaire pour obtenir différents types de bière.

Au cours de l'étape de brassage, l'hydrolyse enzymatique se déroule beaucoup plus rapidement que lors de la culture du malt. Les principaux processus enzymatiques lors du brassage et de la saccharification : hydrolyse enzymatique de l'amidon et hydrolyse enzymatique des protéines.

En plus des processus enzymatiques, des processus non enzymatiques se produisent également pendant le brassage, ce qui affecte également la qualité et la composition du moût.

Hydrolyse enzymatique de l'amidon. L'hydrolyse enzymatique de l'amidon est un processus complexe. Il se produit sous l'action d'enzymes amylolytiques, qui peuvent agir sur l'amidon gélatinisé et non gélatinisé. Ce dernier est saccharifié très lentement. La température de gélatinisation de l'amidon d'orge est de 60 à 80°C. La pâte d'amidon résultante, sous l'action des amylases, se transforme d'abord en amidon soluble, puis en maltose et en dextrines (amylodextrines, érythrodextrines, achroodextrines, maltodextrines). Sous l'action de l'amylase, les amylo- et érythrodextrines sont dissociées et les achroo- et maltodextrines restent dans la purée. La présence de ces dextrines dans le moût confère à la bière saveur et viscosité. Les dextrines ne sont pas fermentées par la levure. Le maltose est facilement et rapidement fermenté par la levure. À la suite de la saccharification de l'amidon dans la purée, un glucide fermentescible, le maltose, et des glucides non fermentescibles, les dextrines, se forment. Le rapport des glucides fermentescibles et non fermentescibles (rapport sucre/non sucre) est l'un des indicateurs de la qualité du moût. Ce rapport doit être spécifique pour chaque type de bière. Le rapport sucre/non-sucre dans le moût varie dans les limites suivantes : pour la bière Zhiguli 1 : 0,33 -1 : 0,43 ; pour la bière de Riga et de Moscou 1 : 0,22-1 : 0,33 ; pour les bières brunes 1:0,43 -1:0,54. Le taux d'hydrolyse enzymatique de l'amidon et le rapport des produits d'hydrolyse dépendent de la température, de l'acidité et de la concentration de la purée.

La zone de température optimale pour la β-amylase du malt est de 45 à 51 °C et pour l'α-amylase de 51 à 60 °C. Si la saccharification est effectuée à la température optimale, une grande quantité de maltose se forme dans la purée, avec une augmentation de la température, la quantité de sucre formée diminue et la quantité de non-sucre augmente.

Le pH optimal pour l'amylase de malt est d'environ 4,7 à 5,1. Certaines substances contenues dans la purée (peptones, sels de calcium, amidon gélatinisé) ont un effet protecteur sur l'amylase, de sorte que sa zone d'action optimale peut se déplacer. Par exemple, la zone de pH optimale pour l'α- et la β-amylase passe de 4,7-5,1 à 5,5-5,8.

Avec une augmentation de la concentration de la purée, sa viscosité augmente, les processus de diffusion entre les enzymes et les molécules d'amidon deviennent plus difficiles et l'hydrolyse de l'amidon devient plus difficile et ralentit. Par conséquent, lors du brassage, le rapport nécessaire de malt et d'eau est observé.

Le processus de saccharification est contrôlé par un test à l'iode. Si une goutte de moût après mélange avec une goutte d'iode ne donne pas une couleur bleue ou rouge-brun, la saccharification est considérée comme complète.

Hydrolyse enzymatique des protéines. Le deuxième processus biochimique important lors du brassage est l'hydrolyse des substances protéiques. Les protéines sont décomposées par des enzymes protéolytiques. Dans ce cas, des protéines solubles, des peptides et des acides aminés sont formés.

Les produits de dégradation des protéines jouent un rôle important dans l'industrie brassicole. Ils affectent la couleur et le goût de la bière, contribuent à une meilleure formation de mousse et à sa persistance. Les produits de décomposition les plus simples - les acides aminés - sont nécessaires pour nourrir la levure.

La température optimale pour l'accumulation de l'azote total dans le moût est de 50-52°C, et pour l'azote des acides aminés de 45-50°C. Par conséquent, la décomposition des protéines pour le malt de bonne et moyenne qualité est effectuée à 50-52°C. Tenir la purée pour décomposer les protéines s'appelle le repos protéique. La durée de la pause protéique dépend du degré de dissolution du malt et dure généralement de 10 à 30 minutes.

Pour les enzymes protéolytiques, la valeur de pH optimale est de 5 à 5,2. Le malt de brassage a une légère acidité naturelle qui permet d'obtenir des moûts avec un pH de 5,8 à 6,0. Pour créer des conditions plus favorables à la décomposition des protéines et à d'autres processus enzymatiques, la purée est parfois acidifiée avec de l'acide lactique.

La qualité de la bière, en particulier la mousse et la rétention de mousse, est affectée par le rapport des produits de dégradation des protéines. Ce rapport est régulé par la température et la durée de la pause protéique. En plus des produits de décomposition de l'amidon et des protéines, les pentosanes, substances gommeuses du malt, les substances colorantes, qui ne jouent pas un grand rôle dans le brassage, mais affectent le goût et la résistance à la mousse de la bière, passent dans la solution lors du brassage. Lorsqu'une partie de la purée (décoction) est bouillie, des mélanoïdines et des caramels se forment, ce qui améliore la couleur du moût.

Influence de la composition de l'eau sur les processus enzymatiques lors du brassage. Composition chimique l'eau affecte de manière significative les processus enzymatiques lors du brassage. Les carbonates et bicarbonates d'eau ont un effet particulièrement important. Lors de l'évaluation de la qualité de l'eau utilisée pour le brassage, ce n'est pas la quantité totale de sels qui cause la dureté qui est prise en compte, mais uniquement la quantité de carbonates qui reste après l'action compensatrice des sulfates et autres sels d'acides forts. Ces carbonates provoquent ce que l'on appelle l'alcalinité résiduelle de l'eau. Par l'alcalinité résiduelle, ils jugent la pertinence de l'eau pour un type particulier de bière. Si l'alcalinité résiduelle est positive, alors l'eau réduit l'acidité de la purée, et si elle est négative, alors l'eau augmente l'acidité de la purée. Avec une alcalinité résiduelle de 5°, l'adoucissement de l'eau n'est pas effectué, avec une alcalinité résiduelle plus élevée, l'eau est corrigée. Les méthodes les plus courantes d'adoucissement de l'eau dans les brasseries sont : l'ébullition, l'ajout de chaux, l'ajout de gypse, l'acidification avec de l'acide lactique, la cationisation. L'ébullition élimine la dureté temporaire. Le traitement chimique de l'eau élimine la dureté permanente.

Méthodes de frottement. Le brassage est le processus de mélange de malt broyé avec de l'eau. Le mélange obtenu est appelé purée. La quantité de grains écrasés en même temps s'appelle le grain. La quantité d'eau nécessaire pour le brassage s'appelle le remplissage principal. En plus de la purée, l'eau est également utilisée pour laver les grains. La quantité d'eau pour le remplissage principal est d'environ 1/3 et la quantité d'eau pour la lixiviation des grains est de 2/3 du volume total d'eau utilisée pour préparer le moût. Habituellement, trois ou quatre fois la quantité d'eau de la masse de grains écrasés est dépensée pour le remplissage principal.

Le moût est le liquide obtenu après filtrage et lavage des grains. Le moût obtenu après filtrage de la purée est appelé moût d'abord. Après avoir lavé les grains, on obtient de l'eau de lavage, qui est mélangée avec le premier moût dans la bouilloire à moût.

Les principaux appareils de préparation de la purée sont la cuve à purée et la bouilloire à purée (Fig. 6.2), il s'agit d'un appareil cylindrique à fond sphérique ou plat et à couvercle sphérique. La chaudière se distingue par l'absence de pré-étranglement. À l'intérieur de la cuve, il y a un agitateur pour remuer la masse pendant le brassage et le pompage. Un pré-broyeur est fixé sur le couvercle de la cuve, dans lequel le malt entrant pour le brassage est pré-mélangé avec de l'eau. Au centre du couvercle de la cuve se trouve une cheminée pour évacuer les vapeurs.

La bouilloire à moût (Fig. 6.3) est utilisée pour faire bouillir le moût avec du houblon et est un appareil cylindrique à double fond sphérique formant une chemise de vapeur. À l'intérieur du chaudron se trouve un agitateur pour remuer la purée. Au centre du couvercle se trouve un tuyau d'échappement avec une rainure annulaire pour l'évacuation des condensats. A l'extérieur, les parois et le fond de la chaudière sont isolés thermiquement. Dans la bouilloire à moût, le moût doit bouillir et s'évaporer avec une intensité telle que 8 à 12 % du volume total s'évapore en 1 heure. A cet effet, les chaudières ont une grande surface de chauffe et d'évaporation et sont souvent équipées de réchauffeurs tubulaires spéciaux à percolateur.

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L'équipement de la salle de brassage comprend une cuve de filtrage, qui sert à filtrer la purée, c'est-à-dire séparer les grains du moût de malt (Fig. 6.4). Le moût filtré est évacué de la cuve par des tuyaux de moût vers une batterie de filtration équipée d'un récepteur de moût. Un robinet avec un siphon est installé sur chaque tuyau de moût pour contrôler le débit de sortie du moût.

Le récepteur de moût est également relié par un tuyau à la bouilloire à moût, où le moût filtré descend, et à une pompe pour renvoyer le moût trouble vers la cuve de filtration. La cuve de filtration est équipée de trappes pour l'évacuation des grains, d'une laveuse pour le lessivage des grains, qui sert également au déchargement des drêches de la cuve.

Les méthodes de préparation de la purée sont divisées en infusion et bouillies. La méthode d'infusion consiste à écraser le malt avec de l'eau à une certaine température, puis à augmenter lentement la température jusqu'à ce que l'amidon soit complètement saccharifié. Avec cette méthode, le brassage du malt avec de l'eau est effectué à 45-50°C. A cette température, la purée est maintenue pendant 2 heures pour hydrolyser les protéines. Ensuite, la purée est chauffée à 62-63°C et maintenue pendant 30-45 minutes pour l'accumulation de maltose.

Après cela, la température est portée à 70°C, et la purée est laissée à cette température jusqu'à complète saccharification, qui dure 20-30 minutes. L'intégralité de la saccharification est vérifiée par un test à l'iode. La purée saccharifiée est chauffée à 75°C et à cette température elle est pompée dans une cuve filtre.

Les méthodes de décoction consistent dans le fait qu'après avoir mélangé le malt avec de l'eau, la purée est acheminée en plusieurs parties vers la cuve de purée, où elle est chauffée, saccharifiée, bouillie, puis mélangée avec le reste de la purée. Après mélange avec chaque décoction, la température de la purée monte brusquement.

Selon le nombre de décoctions, on distingue les méthodes de brassage à une décoction, à deux décoctions et à trois décoctions.

Méthode de brassage à trois voies. Le brassage commence à 35-37°C. Après avoir mélangé le malt broyé avec de l'eau, 1/3 de la purée (partie épaisse) est acheminée dans la cuve de purée. La décoction est lentement chauffée à la température de saccharification, saccharifiée pendant 15 minutes, portée à ébullition, bouillie et renvoyée dans la cuve de brassage. Dans le même temps, la température dans la cuve de brassage monte à 63-65 ° C. Après avoir fait bouillir la première décoction, elle est pompée dans la cuve de brassage, où la température de la purée entière monte à 50-52 ° C. Puis 1 /3 de la purée (épaisse) est à nouveau retirée de la cuve de purée pour la deuxième décoction. La décoction est lentement chauffée à la température de saccharification, saccharifiée pendant 15 minutes, portée à ébullition, bouillie et renvoyée dans la cuve de brassage. La température dans la cuve de brassage monte à 63-65°C.

La troisième décoction est liquide, car elle est nécessaire non seulement pour élever la température de la purée, mais également pour détruire les enzymes. Dans la purée, la décomposition enzymatique est pratiquement terminée, il est nécessaire de fixer le rapport résultant entre les différentes parties de la purée, et pour cela, les enzymes doivent être inactivées. La décoction liquide dans la cuve de purée est rapidement portée à ébullition, bouillie pendant 10 à 20 minutes et pompée dans la cuve de purée. La température montera alors à 75°C, et toute la purée est pompée vers la filtration. La méthode des trois brassins est principalement utilisée pour la préparation de la bière brune et pour le traitement du malt mal dissous.

Méthode de brassage à double sens. Le malt broyé est mélangé dans une cuve de brassage avec de l'eau à une température de 54-55°C. Après cela, la purée entière est laissée à 50°C pendant 15 à 30 minutes pour décomposer les protéines. Ensuite, 1/3 de la purée (partie épaisse) est acheminée vers la cuve de purée, où elle est chauffée à 63-67°C et une pause maltose est effectuée. Après le trempage dans le maltose, la température dans la cuve de brassage est portée à 100°C, la décoction est bouillie pendant 15 à 30 minutes et pompée à nouveau dans la cuve de brassage. Après mélange avec la décoction, la température dans la cuve de brassage monte à 63-65°C. La purée est laissée 15 minutes pour saccharification, après quoi le V 3 est repris dans la cuve de purée (seconde décoction). La température dans la cuve de brassage est portée à 70°C. A cette température, la deuxième décoction est saccharifiée (20 minutes), puis rapidement portée à ébullition, bouillie pendant 15 à 20 minutes et repompée dans la cuve de brassage. La température de l'ensemble de la purée monte à 75°C. A cette température, la purée est saccharifiée pendant 15 à 20 minutes et, après vérification de l'intégralité de la saccharification, elle est pompée pour être filtrée.

La méthode de brassage bidirectionnel est plus rationnelle. Il a de nombreuses variantes et peut être utilisé dans le traitement du malt de différentes qualités.

La durée du processus est d'environ 4,5 heures, y compris le fonctionnement de l'agitateur de purée - 1,5 heure et de la cuve de purée - 2 heures.

Pâte à sens unique. Pour le brassage, prenez de l'eau à 53-54°C afin qu'après addition de malt, la température du brassin soit de 48-50°C. Environ la moitié de l'eau destinée au chargement principal est collectée dans la cuve de brassage, le mélangeur est mis en marche et le malt broyé est descendu de la trémie. Ce dernier doit entrer dans la cuve de brassage par une cuve de pré-malaxage ou par un tuyau atteignant presque le fond de la cuve de brassage. Ajouter simultanément le reste de l'eau. Après un mélange minutieux du malt avec de l'eau, 1/3 de la purée (partie épaisse) est abaissée dans la cuve de purée pour la décoction. Pour améliorer la dégradation des protéines, la purée entière est conservée dans une cuve de purée à 50 ° C pendant 15 à 30 minutes (vieillissement des protéines) et seulement après cela, la décoction est abaissée dans la cuve de purée. Dans la cuve de purée, la température est progressivement augmentée jusqu'à 70°C, la décoction est saccharifiée, puis portée à ébullition, bouillie pendant 20 à 30 minutes et pompée dans la cuve de purée, où elle est mélangée à la purée principale. Après mélange avec la décoction, la température dans la cuve de brassage monte à 70°C. A cette température, la purée est saccharifiée et l'intégralité de la saccharification est vérifiée par un test à l'iode. Si la cuve de purée est chauffée, alors la purée entière est chauffée à 75°C et pompée vers la filtration à cette température. Si la cuve de brassage n'est pas chauffée, alors la plus grande partie de la purée est amenée dans la cuve de brassage, chauffée à ébullition et renvoyée dans la cuve de brassage pour élever la température à 75°C. Si la cuve de purée peut contenir toute la masse, la purée est alors descendue dans la chaudière, chauffée à 75-77°C et pompée pour être filtrée.

La méthode de brassage à décoction unique donne des résultats positifs lorsque l'on travaille avec du malt bien dissous, qui a également une capacité de saccharification élevée. Cette méthode est le plus souvent utilisée dans les usines où une unité de cuisson à deux casseroles est installée.

Utilisation de matières non maltées dans le brassage. Dans la préparation de certaines bières, une partie du malt est remplacée par des matières non maltées. Ainsi, lors du brassage de la bière Zhiguli, jusqu'à 15% du malt est remplacé par de la farine d'orge ou sans graisse semoule de maïs. Dans la fabrication de la bière de Moscou, la balle de riz est utilisée à hauteur de 20% des grains consommables; lors du brassage de la bière de Leningrad, 10% du malt est remplacé par du mandrin de riz. Le traitement des matières non maltées est beaucoup plus difficile que le malt, car ils ne contiennent presque pas d'enzymes et le corps farineux n'est pas dissous. Par conséquent, ils sont prétraités avec des enzymes de malt, suivis d'une ébullition, et seulement après cela, ils sont mélangés avec de la purée de malt.

Dans la bouilloire de purée, toutes les matières premières non maltées de broyage moyen et 25% de malt avec trois fois la teneur en eau (35-45 ° C) sont écrasées. Sous agitation lente, la purée est conservée pendant 15 à 20 minutes, puis la température est portée à 52°C. De toute la purée, la partie V 3 est introduite dans la bouilloire de purée pour la décoction, chauffée à 70-72 ° C et saccharifiée pendant 15 à 20 minutes. La décoction est ensuite chauffée au point d'ébullition, bouillie pendant 20 minutes et pompée lentement dans la cuve de brassage. En même temps, la température de la purée monte à 75°C, elle est maintenue à cette température jusqu'à ce que la réaction à l'iode disparaisse et est pompée pour la filtration. Selon ce mode, le brassage est effectué lors du remplacement de 15% du malt.

Une méthode a été développée pour remplacer jusqu'à 50% du malt par des matières non maltées, dans laquelle une préparation du champignon de la moisissure Aspergillus oryzae (E.Ya. Kalashnikov et D.B. Livshits) est utilisée pour la fermentation.

Pour préparer la purée, prenez 50% de malt broyé conventionnel et environ 1% de la préparation enzymatique (en poids de toutes les matières premières). Il est important de bien moudre l'orge. La composition des parties broyées lors du travail avec une cuve de filtration (%): balles - 12-22, gros grains - 20-40, grains fins - 25-50, farine -12-20. En plus de l'orge, du maïs dégraissé, du blé et du millet sont utilisés. La quantité de maïs et de blé ne doit pas dépasser 30-40% et le mil -15-20%. Le reste des matières premières manquantes jusqu'à 50% doit être reconstitué avec de l'orge.

La préparation de la purée pour la bière Zhiguli, selon les instructions d'UkrNIIPP, s'effectue en deux étapes.

Première étape. Le brassage de la partie non maltée de la matière première est effectué dans une bouilloire de brassage, dans laquelle quatre fois la quantité d'eau est amenée à la masse de la matière première non maltée, la température de l'eau est de 42-45°C. Mélangeur en marche, on verse dans l'eau 1/4 de la préparation enzymatique et 10% de malt, puis la totalité de l'orge non maltée.

Immédiatement après la purée, de l'acide lactique est ajouté à la cuve de purée jusqu'à ce que le pH de la purée soit de 5,5 à 5,7. Cela nécessite 0,2% d'acide lactique, basé sur 100% en poids de la mouture entière (malt et orge). Ensuite, la température est lentement élevée (1 deg/min) à 52°C, maintenue à cette température pendant 20 min, puis chauffée à 70°C (1 deg/min). Après maintien pendant 15 minutes à 70°C, la purée est bouillie intensément pendant 30 minutes sous agitation constante. Ceci termine la première étape du brassage.

La deuxième étape du brassage. 1 à 2 heures avant la fin de la première étape dans une cuve de brassage à 30°C, le reste du malt et la préparation enzymatique sont brassés avec quatre fois plus d'eau. À la fin de l'ébullition, la partie non maltée de la purée est combinée avec le malt par transfert lent vers la cuve de purée de sorte que la température finale de la purée combinée soit de 62 à 63°C. Après le pompage, la purée entière est descendue dans la cuve de purée et la deuxième étape commence.

Le brassage est effectué selon la méthode avec une décoction. La purée est maintenue à 62-63°C pendant 20-30 minutes, puis chauffée à 71-73°C. à cette température, une saccharification complète se produit, ce qui ne nécessite pas plus de 30 à 40 minutes. Après saccharification, la partie liquide de la purée est pompée dans la cuve de purée. La température de l'ensemble du moût doit être de 75-76°C. Après 5 à 10 minutes de maintien à cette température et vérification de l'intégralité de la saccharification, la purée est chauffée à 77-78°C et envoyée à la filtration. L'utilisation d'une quantité accrue de matières premières non maltées et d'une préparation enzymatique dans le brassage permet de réduire la perte de glucides lors du maltage, de réduire les coûts de main-d'œuvre pour la préparation du malt et d'augmenter la production de bière sans agrandir la zone de maltage.

Filtrage de la congestion

La purée saccharifiée prête entre dans la filtration, où elle est divisée en une partie liquide - le moût et une partie épaisse - les grains. Le processus de filtration de la purée se déroule en deux étapes : filtration du premier moût et lavage des grains. Dans une cuve de filtration, la couche filtrante est constituée de drêches qui se sont déposées sur le fond tamis de la cuve. Sur un filtre-presse, filtrer à travers un tissu de coton épais. La vitesse de passage du moût à travers la couche filtrante de grains dépend de la structure du sédiment, de la qualité et du degré de broyage du malt, de la viscosité du moût, de la pression et de la température.

La couche de grains est hétérogène dans sa structure. La composition de la masse dense comprend des particules de différentes tailles et densités: gros et petits morceaux d'enveloppes, restes d'un embryon broyé et endosperme de différentes tailles, particules colloïdales grossières et fines contenant des protéines coagulées. Après décantation, le précipité est disposé en couches en fonction de la densité des particules. Tout d'abord, l'enveloppe se dépose, puis - des particules plus légères de pellets, des flocons de protéines coagulées et des particules fines. Toute la couche est saturée de moût et se trouve dans un état gonflé et lâche. Lors de la formation, un grand nombre de petits passages capillaires sinueux se forment dans la couche, le long de laquelle s'écoule le moût. Au début, la couche est très lâche, donc un moût trouble s'écoule de la cuve de filtration. Après compactage de la couche, du moût léger commence à s'écouler. L'épaisseur de la couche de grains est de 30 à 40 cm.Pour réduire la viscosité, la température de la purée, qui est envoyée à la filtration, doit être élevée. Lorsque la température augmente, la viscosité du moût diminue. A des températures supérieures à 75-78°C, l'amylase est inactivée et l'amidon, qui n'est pas passé en solution après une saccharification insuffisante, gélatinise. Cela rend la bière trouble. Parfois, pour accélérer la filtration, celle-ci est réalisée à 95-100°C. Dans ce cas, 1 à 2 % de l'extrait de la purée suivante sont ajoutés au moût filtré dans la bouilloire à moût et les conditions sont créées pour une saccharification supplémentaire.

Le débit de filtration dépend également de la pression. Dans les cuves de filtration, la filtration s'effectue à pression atmosphérique. Si la pression dans la cuve est augmentée, le débit de filtration peut être sensiblement augmenté, mais pour cela il est nécessaire de pressuriser la cuve de filtration et de la pressuriser avec de l'air comprimé. La purée est introduite dans le filtre-presse par une pompe sous pression.

Filtrage de la purée dans la cuve de filtration. La cuve de filtration (Fig. 6.4) est un appareil cylindrique à fond plat et à couvercle sphérique. À une distance de 10-12 mm du fond principal, un deuxième fond de tamis est installé. Du fond inférieur part une série de tuyaux à travers lesquels le moût est déchargé. Tous les tuyaux de sortie débouchent sur un collecteur commun et se terminent par des robinets qui forment une batterie de filtration. À l'intérieur de la cuve, il y a une rondelle et un ripper, qui servent à un meilleur lavage des granulés. Pour éviter de refroidir la purée lors de la filtration, les parois latérales de la cuve sont recouvertes d'une couche d'isolant.

La filtration de la purée consiste en deux opérations principales : la filtration du premier moût et le lavage des drêches à l'eau. Avant de procéder à la filtration de la purée, préparez la cuve de purée. Pour ce faire, il est lavé, les tamis sont placés étroitement et l'espace sous-tamis est rempli d'eau à 75-78°C pour déplacer l'air et créer une couche continue de liquide sous le fond du tamis. L'eau doit recouvrir le fond du tamis de 1 cm, après cela, toute la purée est pompée dans une cuve de filtration et conservée pendant 20 à 30 minutes pour que le culot se dépose. Une couche de moût clair se forme au-dessus du sédiment.

Avec un brassage approprié et une décantation normale, ce moût apparaît noir. Lorsque le culot se dépose bien, le moût trouble est égoutté. Pour ce faire, les robinets s'ouvrent et se ferment alternativement rapidement. Dans l'espace sous-tamis, un mouvement vortex du liquide est créé, grâce auquel les résidus de l'espace sous-tamis et la couche inférieure de grain sont transportés dans les tuyaux. L'eau et le moût trouble sont pompés vers la cuve de filtration. Après cela, la filtration du premier moût commence, qui s'écoule par gravité dans la bouilloire à moût. La densité du premier moût est de 16-18% (par saccharomètre).

La température de la purée pendant la filtration est de 75-78°C. La filtration du premier moût dure 1,5 à 2 heures.Pour extraire le reste de l'extrait du grain, il est lavé à l'eau chaude (75-78°C). Pour un meilleur lavage de l'extrait, les grains sont détachés (avec un ripper ou manuellement). L'eau de rinçage entre également dans la bouilloire à moût. Lavage des grains effectué en continu ou périodiquement. Avec un lavage continu, l'eau est fournie en continu, en maintenant le niveau de sorte que l'eau recouvre la drêche de 1 à 2 cm. Cette opération est effectuée plusieurs fois jusqu'à ce que la densité de l'eau de lavage soit de 0,5 % (d'après le saccharomètre). Avec une lixiviation supplémentaire, les substances qui composent l'enveloppe et donnent à la bière un arrière-goût amer désagréable sont éliminées. Après vidange de l'eau de lavage, les drêches sont déchargées de la cuve de filtration dans la trémie, et la cuve est soigneusement lavée. Une fois par mois, les tamis sont nettoyés mécaniquement ou traités avec une solution de soude caustique à 10 % puis lavés.

La durée des opérations de filtration de la purée de filtration est de 6 heures.Une installation de filtration de la purée en cuve de filtration peut produire 3,5 à 4 purées par jour.

Filtrage de la purée sur filtre presse. Le filtre-presse à purée se compose de cadres en fonte et de plaques solides à surface ondulée. Les cadres et les plaques sont situés alternativement sur deux tiges parallèles du cadre. Un tissu de coton est tendu sur les plaques, qui est une surface filtrante. Dans la partie supérieure de chaque cadre, il y a une marée avec un trou rond, qui est reliée par une fente à l'espace interne du cadre. Après avoir assemblé le filtre-presse, les trous p