Industria Fabricarii Alcoolului

Introducere

Industria fabricării alcoolului ocupă un loc important în cadrul industriilor fermentative prelucrătoare de materii primeagricole vegetale (cereale, cartofi, melasă etc.).

Aceste industrii, ca și celelalte industrii fermentative, se bazează pe însușirea unor microorganisme (drojdii selecționate), care prin enzimele ce le conțin, transformă substanțele utile din materiile prime prelucrate, în anumite condiții tehnologice, în alcool ca produs principal și dioxid de carbon ca produs secundar.

Spre deosebire de alte industrii, în care tehnologiile de prelucrare a materiilor prime se bazează pe procese fizice, chimice sau fizico-chimice, în industria fermentativă și în consecință și a ceea a alcoolului, aparee mai complexă, deoarece pe lângă produsele obținute, o pondere însemnată o au fenomenele biochimice caracteristice activității microorganismelor.

Alcoolul produs pe cale industrială este denumit spirt, acesta având în componență, în principal, alcool etilic (95-95,6% din volum) alți alcooli, aldehide, eteri, esteri și apă.

Denumirea științifică a spirtului este cea de alcool etilic sau etanol, prima denumire derivând de la radicalul C2H5 – al hidrocarburii etan (C2H6 ) în care valența devenită liberă prin scoaterea din moleculă a unui atom de hidrogen, este satisfăcută cu gruparea – OH (hidroxil), obținându-se astfel formula chimică a alcoolului etilic (C2 H5 – OH).

Denumirea de etanol s-a format prin adăugarea sufixului „ol” la denumirea hidrocarburii respective (etan).

Alcoolul etilic sau spirtul se prezintă ca un lichid incolor, limpede, complet volatil, cu miros pătrunzător și gust arzător. Este inflamabil și arde fără fum, cu o flacără albăstruie. Este miscibil cu apa cu orice proporție, cu degajare de căldură și contracție de volum. Deasemenea, este miscibil cu acetonă, cloroform, eter, glicerină și ulei de ricin.

La fabricarea spirtului din cereale rezultă subproduse și deșeuri (reziduuri de fabricație) recuperabile.

Subprodusele sunt: dioxidul de carbon, spirtul tehnic, rezultat din amestecul alcoolului frunți cu alcoolul cozi și uleiul de fuzel.

Deșeurile recuperabile sunt: borhoturile de cereale, cartofi și melasă.

Dioxidul de carbon este utilizat în industria alimentară la fabricarea băuturilor răcoritoare și la asomarea porcilor în abatoare. În industria metalurgică este folosit în procesul în procesul de turnare a metalelor.

De asemenea, mai este utilizat pentru fabricarea gheții carbonice, care are o temperatură de – 78,9oC.

Amestecul de alcoolul frunți și cozi, denumit și alcool tehnic, este utilizat în industria de lacuri și vopsele.

Uleiul de fuzel este întrebuințat pentru determinarea grăsimilor din lapte și la fabricarea unor esteri.

După distilarea plămezilor, reziduul dezalcoolizat care se evacuează din coloană se numește borhot, și este utilizat cu rezultate bune în creșterea și îngrășarea animalelor. Deasemenea borhotul mai poate fi folosit ca materie primă la fabricarea drojdiei de panificație, drojdiei furajere, preparatelor enzimatice de mucegaiuri, vitaminei B12 și a biomicinei.

Industria alcoolului se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care transformă zahărurile fermentescibile din substrat în alcool etilic ca produs principal de fermentație și respectiv în biomasă.

Industria alcoolului ocupă un loc important în rândul industriilor prelucrătoare de materii prime agricole. Alcoolul se poate obține pe cale fermentativă sau pe cale sintetică.

Prima metodă este cea mai frecvent folosită și utilizează ca materii prime: cereale (îndeosebi porumbul), cartofii, melasa, sfecla de zahăr, trestia de zahăr, etc. 

Alcoolul obținut pe cale sintetică (în principal din etilenă sau alte gaze naturale) este întrebuințat numai în scopuri tehnice (cauciuc sintetic, vopsele, lacuri, ș.a.)

Capitolul 1

Stadiul actual al cunoașterii obținerii alcoolului

Industria alcoolului se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care transformă glucidele fermentescibile din substrat în alcool etilic ca produs principal de fermentație și respectiv în biomasă.

Scurt istoric

Etanolul poate fi considerat unul din cele mai vechi alimente cunoscute omului. Berea fermentată se consuma în Babilon, iar vinul a fost produs încă din anul 3000. î.e.n. Procesul de distilare își are originile prin secolul X–XIV. În acestă vreme s-adescoperit și efectul „spiritual” al alcoolului de unde i s-a dat și numele spiritus. Primele distilerii au avut ca scop obținerea alcoolului pentru scopuri medicinale. Până în secolul XVII s-a considerat că fermentația alcoolică este un proces rezidual, încare drojdia rezultată era aruncată. Natura fermentației a fost clarificată în secolul XIX odată cu descoperirea microscopului, când s-a dovedit că celulele de drojdie sunt organisme vii. Totuși a durat 150 de ani până când s-a recunoscut că organismele vii sunt responsabile pentru procesul de fermentație. În secolul XIX au apărut două teorii menite să explice obținerea etanolului. Una dintreele este teoria „vitală” promovată de Louis Pasteur (1822-1895), conform căreia organismele vii sunt responsabile pentru transformarea zahărurilor în alcool. A doua teorie este cea „mecanică” elaborată de Justus Freiherr Von Liebig (1803-1873) și Friedrich Wöhler (1800-1882). O dovadă menită să susțină teoria „mecanică”, prin care un proces fizico-chimic conduce la conversia zahărului în etanol a venit de la Edward Buchner (1860-1917), care a demonstrat că fermentația alcoolică este realizată de o substanță din plămadă, nu de celula dedrojdie în sine. Această substanță a fost mai târziu identificată ca fiind o enzimă. La ora actuală se cunoaște că, în final, enzimele sunt responsabile pentru transformarea complexă a glucidelor în etanol.

Cuvântul alcool provine de la cuvântul arab „al-kohol” care înseamnă lucru, obiect subtil și este pentru prima oară citat în Europa în secolul al XIII-lea de alchimistul italian Taddeo Aldoretti (Firenze). Adoptarea cuvântului alcohol, respectiv alcool este apoi completată de Arnoldo da Villanova în secolul al XIII-lea și intră în uzul alchimiștilor în secolul al XIV-lea, prin lucrările lui Teofrasto Paracelso cu semnificația de „finețe excelentă” pentru a fi readus și pus în folosiță curentă în 1787 de către Lavoisier în noua sa nomenclatură chimică.

În secolele XIV-XVI, obținerea alcoolului devine din ce în ce mai obișnuită și apar o serie de denumiri cum ar fi cele de alcool din vin sau spirito di vino, având semnificația părții celei mai subtile a vinului reprezentată prin alcool. În secolul al XVIII-lea se fac primele studii privind formarea alcoolului prin fermentarea plămezilor zaharoase, sfârșitul acestui secol marcând un deosebit progres al cunoștințelor despre natura alcoolului, formarea și constituția sa precum și în privința controlului său analitic. Secolul al XVIII-lea marchează aprofundarea fenomenelor de transformare a amidonului în glucide și apoi a acestora în alcool, un rol deosebit având vestitul chimist Lavoisier.

Studiile efectuate de Fabroni, Thenard, Appert, Gay-Lussac, Cagniari de Latour, Schwan, Turpin, Liebig și de celebrul Pasteur, în secolul al XIX-lea, cu privire la fermentația alcoolică, au condus la obținerea alcoolului pe scară industrială din diferite materii prime.

Tot în secolul al XIX-lea se produce pentru prima oară alcoolul pe cale sintetică sau prin compunerea elementelor obținute din substanțe minerale. În prezent se produc cantități mari de alcool atât pe cale naturală cât și pe cale sintetică.

Alcoolul etilic se produce în prezent pe plan mondial, în cea mai mare parte prin fermentarea plămezilor care conțin glucide fermentescibile, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic obținut pe cale biotehnologică mai poartă denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel de alcoolul etilic de sinteză. Alcoolul etilic rafinat are multiple utilizări în diferite industrii. În industria alimentară este folosit pentru fabricarea băuturilor alcoolice și a oțetului, în industria chimică pentru obținerea cauciucului sintetic și ca dizolvant, în industria farmaceutică pentru prepararea anumitor substanțe (eter, cloroform, ș.a.), iar în medicină ca dezinfectant.

Alcoolul absolut, la concentrația de 99,8% vol., se utilizează în țările lipsite de zăcăminte petrolifere, drept carburant, în amestec de 20-30% cu benzina căreia îi mărește totodată și cifra octanică. Cel mai ambițios program privind folosirea alcoolului în scopuri energetice îl are Brazilia care, sub denumirea de PROALCOOL, urmărește a înlocui 15-21% din cantitatea de benzină cu alcool obținut din trestie de zahăr. În Japonia s-a elaborat programul RAPAD (Research Association for Petroleum Alternatives Developements) care urmărește realizarea de etanol și acetonp-butanol-etanol prin procedee biotehnologice, folosind ca materie primp celuloza. În Franța programul Carburol urmărește realizarea alcoolului etilic din sfeclă și a butanolului din paie. Noua Zeelandă a efectuat studii pentru obținerea etanolului din lactoserum.

Alcoolii se găsesc într-o varietate de situații.

     Etanolul se poate produce natural, ca zaharuri din fructele răscoapte cu ajutorul enzimelor în procesul de fermentație. Aceasta este baza industrei băuturilor alcoolice, chiar dacă aici se folosesc mult mai multe ingrediente și procesul este realizat cu grijă. Etanolul se poate obține industrial din reacția etenei cu apa prin procesul de hidratare.

      Metanolul este produs prin reacția monoxidului de carbon cu hidrogenul. Aceste două substanțe sunt obținute industrial din metan (gaz natural) și apă. Amândouă reacțiile se realizează în condții speciale de presiune și temperatură, în prezența de catalizator.

      Un alt alcool important din punct de vedere industrial este alcoolul izopropilic. El este un produs secundar al industriei petrolului, folosit ca solvent.

      Alți alcooli naturali sunt mentolul, care dă gumii de mestecat și altor produse aroma și gustul specific și glicerolul (trihidroxipropanul). Glicerolul se găsește în stare naturală în grăsimi vegetale sau animale, dar este și un produs secundar al industriei săpunului. În intestinul uman grăsimile se transformă în glicerol și acizi grași, după care se refac în grăsimi.

Importanța alcoolilor

        Alcoolii sunt foarte buni solvenți, de aceea din ei se produc detergenți, parfumuri, vopsele și multe altele. Un amestec de metanol și etanol este vândut ca solvent, care conține colorant și are un miros specific cu rol de a proteja cumpărătorii. Etanolul și metanolul sunt doi dintre cei mai importanți alcooli.

     Alcoolul izopropilic este un solvent industrial foarte cunoscut, câteodată folosit ca o variantă mai ieftină a etanolului. De asemenea etanolul are un puct de topire foarte scăzut, ceea ce determină folosirea lui în termometre de temperaturi extrem de mici.

      Alcoolii se folosesc ca produși intermediari, în sinteze în chimia organică. Tot aceste substanțe chimice se folosesc la curățarea produselor petroliere din combustibili, în special în Brazilia.

      Glicerolul are aplicații în medicină și, ca și glicolul etenic, se mai găsește în componența explozivelor.

        Alcoolul etilic – etanolul (spirt) este un alcool aliphatic, saturat, monohidroxilic cu formula CH3-CH2-O . Acesta ia naștere prin fermentația alcoolică. Este un lichid incolor, inflamabil cu gust și miros specific, cu punctul de fierbere 78,4oC -114,4oC și densitatea 0,7894 . Arde cu flacără albăstruie, formând dioxidul de carbon și apa. Este solubil în orice proporție în apă, alți alcooli, eter, cloroform, benzină și benzen .

 Consumul regulat de alcool etilic în cantități mai mari la mesele normale poate conduce la supragreutate și obezitate. Consumul moderat de alcool etilic are o acțiune excitantă, stimulatoare, în cantități mari fiind toxic . 

 Consumul de etanol mărește sensibilitatea atât față de substanțele toxice industriale -mercur, plumb, arsen, nitrobenzen, anilina, cât și față de medicamente.

 Concentrația normală de alcool etilic este de 0,02-0,03%. Deja o concentrație puțin crescută de alcool etilic în sânge de 0,1-1% conduce la crețerea dispoziției în prelungirea timpilor de reacție, creșterea numărului de greșeli în cazul  muncilor fizice și intelectuale, lipsa de precizie – la conducătorii auto. Concentrațiile de etanol în sânge de 1-2% duc la pierderea autocontrolului, de 2-3% la o stare de ebrietate inconștientă, iar de 3-5% (ceea ce corespunde la o cantitate de alcool etilic de 250 ml), la pierderea cunoștiinței, pericol de moarte, paralizia respirației și moarte.

Adulții pot să elimine prin metabolism 175 ml alcool etilic/kg greutate corporală. Consumul îndelungat de alcool etilic în cantități mari conduce la daune corporale și psihice.

În lume se produc și se utilizează cantități mari de alcool etilic (etanol) , atât în industria alimentară cât și în alte domenii de activitate. Brazilia și Suedia spre exemplu, folosesc etanolul ca și combustibil. Unele provincii canadiene și chiar unele state americane promovează etanolul ca și combustibil pentru autovehicule, oferind în acest scop subvenții de până la 45 cenți/galon.

La fel, India a inițiat un program de utilizare a alcoolului etilic drept combustibil auto. Schimbarea s-a produs datorită intervenției statului care a oferit subvenții fabricanților de alcool care prepară un combustibil auto pe baza amestecului de benzină și etanol. Baza a constituit-o un experiment al Institutului Indian al Petrolului, care a ajuns la concluzia că un amestec de 10% alcool în benzină și 15% alcool în motorină este suficient pentru o funcționare normală și fără intervenții la motor. În plus, acest tip de combustibil reduce cu până la 10% noxele emanate în atmosferă.

În Franta, Spania și Italia etanolul se produce din struguri care au o calitate insuficientă pentru producția de vin. De asemenea Franța produce o cantitate însemnată de alcool etilic din sfecla de zahăr.

Datorită creșterii prețului petrolului în anii ´70, Brazilia introduce un program de producere a etanolului pentru combustibil auto în ideea de a reduce importurile de petrol. Etanolul brazilian este produs în principal din trestie de zahăr. Alcoolul etilic pur (100% alcool) este folosit în proporție de aproximativ 40% ca atare la autovehiculele din Brazilia. Restul folosesc un amestec de 24% alcool și 76% benzină. Brazilia consumă aproape 4 miliarde de galoane (16 miliarde litri) alcool etilic anual. Interesant este faptul că Brazilia exportă surplusul de etanol.

Suedia folosește de mai mulți ani alcoolul etilic în procesele industriale. Ca rezultat, consumul de petrol crud al Suediei a scăzut la jumătate începând cu 1980. În aceeași perioadă, folosirea acestuia în amestec cu benzina și motorina a crescut. Emisiile poluante au fost reduse prin folosirea convertoarelor catalitice la autovehicule. Amestecul alcoolului etilic cu benzina și motorina este considerat ca o alternativa viabilă pentru reducerea în viitorul apropiat a emisiilor poluante în atmosferă.

Necesitatea economico-socială

Alcoolul se folosește în scopuri industriale, drept combustibil, dar în industria alimentară la prepararea băuturilor. El reprezintă materia pentru prepararea unor produse ca: eter etilic, esterii etilici ai acizilor formici, butirici, lactici, ftalici; la fabricarea esențelor cu aromă de fructe, precum și în industria parfumerilor. 

La apele de toaletă și săpunurile transparente, dar și la foarte multe cosmetice se utilizează mari cantități de alcool; o foarte mare importanță o are alcoolul și în industria farmaceutică. Este folosit și la fabricarea de insecticide în industria celulozei, a explozivilor, a lacurilor, a cloroformului, a iodoformului și a cauciucului sintetic. Alcoolul etilic se mai folosește la fabricarea alcoolului sanitar. Din cozile de la rafinare se prepară alcoolul denaturant. Alcoolul de calitate a II-a este utilizat la fabricarea lichidului antigel, care împiedică apa din radiatoarele mașinilor să înghețe. O largă utilizare o are alcoolul etilic în băuturile industriei alimentare, a rachiurilor, lichioruri, vinuri lichioroase etc. Subprodusele rezultate de la fabricarea alcoolului etilic: CO2 cu utilizări diferite în industria alimentară la fabricarea băuturilor răcoritoare și asomarea porcilor. Amestecul dealcool frunți si cozi numit și alcool tehnic este utilizat în industria lacurilor și vopselelor și la fabricarea alcoolului denaturat. Uleiul de fuzel este utilizat pentru determinarea grăsimilor din lapte și la fabricarea de esteri. Deșeul rezultat este borhotul de cereale care este utilizat ca furaj pentru hrana animalelor. Spirtul absolut, la concentrația de 99,8 volume se utilizează în țările lipsite de zăcăminte petroliere, drept carburant, în amestec de 20-30% cu benzină căruia îi se mărește totodată și cifra octanică.

Impactul ecologic

Fabricarea alcolului din cereale a constituit întotdeauna o problemă cu consecințe ecologice nefavorabile. Până la 1989, a existat o rezolvare firească și benefică din toate punctele de vedere prin aceea că borhotul a fost utilizat integral ca furaj pentru animale, ceea ce fapt și era, fiind transformat astfel în carne și lapte. Odată cu desființarea masivă a marilor complexe zootehnice această posibilitate a dispărut iar producătorii de spirt se confruntă cu mari probleme în raport cu legislația de mediu.

Consumul de alcool

Conform OMS (Organizația Mondială a Sănătății), nivelul consumului de alcool a intrat în declin în ultimii 20 de ani în țările dezvoltate, dar este în creștere în țările în curs de dezvoltare, în special în regiunea Pacificului de vest (unde consumul anual de alcool pur, în rândul populației adulte este de 5 – 9 L/cap de locuitor) și în țările fostei Uniuni Sovietice. Consumul de alcool este mult mai mic în țările africane, în estul Mediteranei și în Asia de Sud-Est. Conform datelor oficiale privind producția sau vânzarea de alcool, nu se poate realiza o estimare corectă privind consumul de alcool, se apreciază că estimări mai precise ar conduce la o mai bună înțelegere a asocierii dintre uz și problemele induse de consum. Românii sunt campioni europeni la consumul de alcool, depășind cu trei litri media europeană, se arată în cel mai recent studiu al Organizației Mondiale a Sănătății (WHO). Astfel, în România, media anuală a consumului de alcool este de peste 15 litri pe cap de locuitor, în timp ce în Uniunea Europeană (UE) este de doar 12 litri, conform raportului publicat de OMS. Datele organizației sănătății arată că, în țara noastră, mai bine de doua milioane de persoane consumă alcool în exces, astfel că 70% din cazurile de violență în familie și aproape jumătate din cazurile de crimă sunt cauzate de băutura peste măsură. Peste 100.000 de persoane mor anual în lume din cauza alcoolului (alcoolismul fiind a patra problemă de sănătate după bolile cardiovasculare, mentale și cancer).

România se află, alături de Rusia, Portugalia și Andora, pe primele locuri în topul țărilor din lume cu cel mai mare consum de alcool pe persoană, cu o medie de peste 12 litri, potrivit datelor centralizate de Organizația Mondială a Sănătății (OMS), citate de Business Insider.

Conform OMS, Rusia este țara cu cel mai mare consum de alcool pentru locuitorii cu vârste de peste 15 ani, cu o medie de 12, 5 litri pe persoană.  

În raportul întocmit de OMS se precizează că 48% din cei incluși în clasament se abțin de la alcool, astfel că dacă acele persoane ar fi excluse din studiu, consumul per capita ar crește considerabil.

Canadienii beau mai mult decât americanii, consumul de alcool este scăzut în Africa, însă jumătatea sudică înregistrează rate mai ridicate de consum.

Consumul de alcool din Rusia este îngrijorător, un studiu realizat anul trecut arată că majoritatea deceselor zilnice se datorează consumului excesiv.

OMS arată în raport că deși Europa deține 15% din populația lumii de peste 15 ani, locuitorii acestei regiuni beau 25,7% din consumul total de alcool din lume. 

Fig. 1.1. Harta mondială a consumului de alcool din fiecare țară, litri alcool pur, 2010.

(www.zf.ro/…/harta-mondiala-a-consumului-de-alcool-din-fiecare-tara-unde-se-afla-ro.)

Mai multe hărți create în cadrul proiectului Wasted Worlwide, care dezvăluie obiceiurile de consum de alcool în întreaga lume, plasează România pe un loc fruntaș în topul statelor cu cei mai înverșunați consumatori de băuturi alcoolice.

Hărțile au fost făcute în baza datelor curpinse în Raportul global privind alcoolul și sănătatea din 2014, o parte din ele fiind publicate de Business Insider.

Potrivit raportului, Belarusul înregistrează cel mai mare consum de alcool din lume, cu o cantitate de medie de 17,5 litri pe cap de locuitor.

Pe loc secund se află Rusia, cu un consum mediu de 15,1 litri pe cap de locuitor. Americanii consumă o cantitate medie de alcool relativ rezonabilă de 9,2 litri, care este, de asemenea, mai mică decât cea băută de englezi (11,6 litri) și irlandezi (11,9 litri).

Cum era de așteptat, în țări din Orientul Mijlociu și nordul Africii se bea cel mai puțin: locuitorii din Libia și Mauritania consumă o medie de 0,1 litri de alcool, cei din Arabia Saudită beau 0,2 litri, iar cei din Egipt – 0,4 litri (www.adevarul.ro).

Consumul total în litri de alcool pur per cap locuitor

Fig. 1.2. Consumul total în litri de alcool pur per cap locuitor

(www.adevarul.ro)

Cantitatea cea mai mare de alcool consumată de barbați a fost înregistrată în Belarus. Aceștia beau în  medie 27,5 litri de alcool pur pe an. Și bărbații rușii consumă o cantitate importantă de alcool, în cazul lor media fiind de 23,9 litri pe an. În categoria iubitori de alcool apar și românii, cu un consum mediu de 22,6 litri pe an. Americanii, în schimb, beau, în medie, 13,6 litri pe an.

Consumul total în litri de alcool pur per cap la bărbați

Fig. 1.3. Consumul total în litri de alcool per cap la bărbați

(www.adevarul.ro)

Femeile, în general, consumă mai puțin alcool decât bărbații, dar în unele țări și doamnele beau foarte mult. Femeile din Belarus sunt campione la acest capitol, cu un consum mediu de 9,1 litri de alcool pur pe an. Cele din Republica Moldova vin din urmă, la mică distanță, cu un constum mediu de 8,9 litri. Femeile din Rusia și Cehia beau în medie 7,8 litri, portughezele beau 7,6 litri, iar femeile din Australia și din Ucraina beau 7,2 litri. Cu o nuanță corespunzătoare consumului mediu la femei cuprins între 6,37 și 7,27 litri e colorată și România.

Consumul total în litri de alcool pur per cap la femei

Fig. 1.4. Consumul total în litri de alcool per cap locuitor

(www.adevarul.ro)

Haitienilor le plac tăriile: 99,6% din alcoolul consumat de ei sunt băuturi spirtoase. Acestea sunt, de asemenea, cea mai populară formă de alcool în Arabia Saudită (97,9%), Coreea de Nord (94,9%), India (93,9%) și Liberia (88,1%).

Procentul din consumul total de alcool reprezentat de băuturile spirtoase

Fig. 1.5. Procentul din consumul total de alcool reprezentat de băuturile spirtoase

(www.adevarul.ro)

Ungaria are înregistrat procentul cel mai mare de afecțiuni asociate consumului de alcool (19,3% din populație suferă de o asemenea afecțiune). În Rusia, 18,2% din populație are o boală indusă de consumul de alcool, iar în Belarus, țara cu cel mai mare consum de alcool, 17,5% din populație se confruntă cu o asemenea boală.

Procentul populației cu una sau mai multe boli induse de consumul de alcool

Fig. 1.6. Procentul populației cu una sau mai multe boli induse de consumul de alcool

(www.adevarul.ro)

Belarus are cel mai mare număr de decese asociate consumului de alcool, cu 34,7% din totalul deceselor dintr-un an. Urmează Ucraina cu 34,4%, Lituania (30,9%) și Rusia (30,5%).

Procentul deceselor asociate consumului de alcool într-un an

Fig. 1.7. Procentul deceselor asociate consumului de alcool într-un an

(www.adevarul.ro)

Statisticile oficiale arată un consum mediu național mai mic de doi litri și jumătate lunar pe persoană, reprezentând totalul cantităților de bere, vin, țuică și rachiuri naturale înregistrat în anul 2014.

Consumul de alcool în România

Din datele privind veniturile și cheltuielile românilor, prezentate de Institutul Național de Statistică (INS) în lucrarea „Coordonate ale nivelului de trai în România“, reiese că în Oltenia și Moldova se consumă cele mai mari cantități de alcool, iar în Banat – cele mai mici. De asemenea, la oraș se bea mai puțin și mai scump, în timp ce locuitorii din mediul rural beau mai mult, dar mai ieftin. Potrivit INS, consumul mediu de băuturi alcoolice – vin, bere, țuică și rachiuri naturale – este de 2,27 litri lunar pe persoană. Desigur, pare foarte puțin față de percepția generală privind consumul de alcool în România, dar să nu uităm că în statistici sunt luați în calcul și românii care nu consumă alcool – copii, persoane care din convingere personală nu beau și alți non-consumatori. Dacă din 10 oameni bea numai unul, cantitatea consumată de el se împarte la 10 și așa rezultă consumul mediu din acel grup. Chiar și așa, cifrele INS reprezentând consumul mediu din România relevă câteva mesaje interesante, pe care vi le prezentăm în continuare.

Fig. 1.8. Consumul mediu de băuturi alcoolice

– litri/persoană/lună –

(sursa: INS)

Oltenia, dublul Bucureștiului

Datele privind consumul pe regiuni (afișate și pe harta alăturată) arată că în Oltenia se consumă 3,8 litri lunar de persoană – maximul la nivel național. Urmează regiunile Nord-Est (Moldova), cu 2,9 litri/lună/persoană, și Sud-Muntenia, cu 2,25 litri/lună/persoană. La polul opus se regăsesc minimele naționale, înregistrate în regiunile Vest (Banat), cu 1,4 litri/lună/persoană, București-Ilfov, cu 1,7 litri/lună/persoană, și Nord-Vest, cu 1,8 litri/lună/persoană. La vin, maximele de consum sunt întâlnite în Oltenia și Moldova (1,9, respectiv 1,5 litri/lună/persoană), iar minimele în București/Ilfov, Centru și Muntenia (0,4-0,5 litri/lună/persoană).

În cazul berii, maximele sunt întâlnite în Oltenia și București-Ilfov (1,3, respectiv 1,2 litri/lună/persoană), iar minimele în Nord-Vest și Muntenia (1, respectiv 1,1 litri/lună/persoană). La țuică și rachiuri naturale, maximele sunt întâlnite în Oltenia și Muntenia (0,5, respectiv 0,3 litri/lună/persoană), iar minimele în București/Ilfov, Centru și Sud-Est (0,05-0,1 litri/lună/persoană).

Moldova și Oltenia: mai puțin suc decât alcool

Interesantă este și comparația consumului de alcool în raport cu consumul de băuturi nealcoolice. Potrivit studiului INS, în Moldova se consumă 2,9 litri/lună de alcool pe persoană și doar 2,7 litri/lună de apă minerală și alte băuturi nealcoolice pe persoană. La fel, în Oltenia, consumul de alcool este de 3,8 litri/lună/persoană, în timp ce la apă și băuturi nealcoolice consumul este de doar 3,5 litri/lună/persoană. În schimb, în București/Ilfov, consumul de băuturi nealcoolice este de 9,5 litri/lună/persoană (maxima la nivel național), față de doar 1,7 litri/lună/persoană la alcool.

Casă mare, consum mic

Repartizarea în funcție de tipul și dimensiunile gospodăriilor arată că în casele cu șase persoane și peste se consumă cel mai puțin alcool (1,4 litri/lună/persoană), maximele fiind întâlnite în cele cu 1-2 persoane (2,7-2,8 litri/lună/persoană). De asemenea, în familiile cu șase copii și peste se consumă doar 0,7 litri/lună/persoană, în timp ce în gospodăriile care nu au copii în întreținere consumul este de 2,6 litri/lună/persoană, iar în cele cu un copil – de 2,1 litri/lună/persoană. În gospodăriile conduse de femei, consumul mediu este de 1,5 litri/lună/persoană, iar în ale bărbaților – de 2,4 litri/lună/persoană. Studiul INS mai arată că persoanele cu studii medii consumă cel mai mult (2,3 litri/lună/persoană), iar cele cu studii superioare – cel mai puțin (2,1 litri/lună/persoană).

Vârstele băutorilor

Statistica relevă și consumul de alcool pe gospodării în funcție de vârsta capului de familie. Minimul este consemnat la vârste cuprinse între 15 și 24 de ani (2 litri/lună/persoană), iar maximul – între 50 și 64 de ani (2,5 litri/lună/persoană). În gospodăriile conduse de vârstnici de peste 65 de ani, consumul mediu de alcool este de 2,3 litri/lună/persoană. În fine, în mediul urban, cantitatea de alcool cumpărată de consumatori este în medie de 1,9 litri/persoană/lună, orășenii cheltuind mai mulți bani (7,2 lei/lună), dar cea cumpărată în mediul rural mediu urcă la 2,6 litri/persoană/lună, cheltuindu-se mai puțini bani (5,2 lei/lună), mai reiese din documentul citat.

Portrete: băutori în România

Dacă ne uităm pe maximele și pe minimele afișate în statisticile INS privind consumul de alcool, putem creiona următoarele două profile:

** cei mai aprigi băutori locuiesc la țară, sunt agricultori (consumă peste 3 litri/lună/persoană) cu vârsta cuprinsă între 50 și 64 de ani și fac parte din gospodării cu puține persoane, situate în Oltenia sau Moldova. Sunt în majoritate bărbați și preferă vinul.

** cei mai prudenți băutori locuiesc în orașe, lucrează pe cont propriu (consumă 1,5 litri/lună/persoană), au vârsta cuprinsă între 15 și 24 de ani și fac parte din gospodării cu multe persoane, situate în București/Ilfov sau în vestul țării. Sunt în majoritate femei și preferă băuturile tari.

Capitolul 2

Elemente de ingineria obținerii

alcoolului etilic din cereale

Alcoolul etilic se produce pe plan mondial, în cea mai mare parte, prin fermentarea lichidelor care conțin zahăr, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic obținut pe cale biotehnologică mai poartă denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel d ealcoolul etilic de sinteză.

Produsul finit obținut din fabricile de alcool poartă denumirea de alcool etilic rafinat.

2.1. Materii prime și auxiliare. Descriere. Caracteristici.

Materia primă care se folosește la obținerea alcoolului se clasifică în funcție de substanța utilă pe care o conține:

– materii prime amidonoase: cartofi, cereale;

– materii prime zaharoase: melasa (din sfecla și trestia de zahăr) și fructele;

– materii prime celulozice: deșeurile de lemn de brad și fag;

– materii prime care conțin și alte poliglucide: lichenina (în licheni) și inulina (în rădăcinile de dalie, napi, cicoare, iarbă de mare);

– materii prime deja alcool: vinuri cu defecte, rachiuri cu defecte, tescovine fermentascibile;

– materii prime petroliere: etilena, petrolul brut, parafinele normale.

Pentru obținerea alcoolului destinat fabricării băuturilor spirtoase se folosesc materii prime din categoria amidonoase și zaharoase. Se preferă materiile prime care constituie un excedent pentru industriile care procesează în vederea obținerii unor produse alimentare necesare consumului populației.

Materiile prime amidonoase pentru fabricarea alcoolului sunt porumbul și cartofii.

Porumbul (Zea Mays)

Este o plantă supraterenă care crește în zonele temperate, limita nordică a culturii fiind paralela de 50o.

După conținutul în amidon și randamentul în spirt, porumbul este materia primă cea mai valoroasă din acest punct de vedere.

Fructul plantei îl constituie coceanul de porumb cu boabele împlantate în el. Din fruct, utilizabile pentru fabricarea spirtului sunt boabele (semințele). Bobul de porumb conține două elemente principale:

– germenele, care constituie 12 – 15% din masa bobului;

– endospermul (rezerva de amidon, zahăr, proteine) care ocupă circa 84% din masa totală.

În germene, se află concentrate grăsimi sub forma de acizi grași, grăsimi ce pot fi valorificate sub formă de ulei comestibil de porumb, dacă germenii sunt prelucrați în fabricile de ulei, fie prin borhotul de porumb rezultat de la fabricile de spirt, subprodus cu valoare nutritivă furajeră.

Porumbul boabe pentru industrializare trebuie să provină din soiuri sau hibrizi cu un conținut bogat în amidon.

Porumbul boabe destinat industrializării se livrează în două categorii:

– categoria A, folosit în special la fabricarea amidonului, dextrinei, glucozei și butanolului;

– categoria S, folositt în special la febricarea spirtului.

Proprietăți organoleptice și fizice

Tabel 2.1.

Porumbul, recoltat, depozitat și conservat corespunzător, are următoarea compoziție chimică: substanțe neazotoase 68%, substanțe azotoase 10%, substanțe grase 5%, celuloză brută 2%, cenușă 1%, umiditate 14%.

Porumbul este deci o materie primă foarte valoroasă, datorită posibilităților de a se obține alcool, ulei vegetal și borhot cu valoare nutritivă ridicată.

Compoziția chimică a bobului

Compoziția chimică a bobului de porumb este variabilă de la un soi la altul și chiar în cadrul aceluiași soi în funcție de condițiile de climă și sol.

Boabele de porumb conțin:

Umiditatea porumbului este variabilă în funcție de modul de uscare de după recoltare (naturală sau artificială).

La porumbul uscat artificial, umiditatea este de 12 – 15%, fiind cea mai indicată pentru conservarea în bune condiții.

Materii auxiliare

Apa în industria alcoolului

Apa este folosită în cantități mari atât ca apă tehnologică pentru diluarea acidului sulfuric, dizolvarea substanțelor nutritive și spălarea biomasei de drojdie, spălarea utilajelor, cât și ca apă de răcire la linurile de fermentare și multiplicarea a drojdiei.

Apa tehnologică trebuie să îndeplinească condițiile unei ape potabile. Apa folosită la operații fără schimb de căldură, îndeosebi la spălări, fără tratare cu dezinfectanți trebuie să aibă un grad de puritate microbiologică ridicat. Conținutul mare de săruri din apă influențeazănegativ înmulțirea drojdiei (Dabija A., 2010).

De obicei, apa potabilă este caracterizată de anumiți indicatori, care sunt prezentați în continuare.

Concentrația impurităților din apă și proprietățile lor influențează decisiv procesul tehnologic al producerii alcoolului. Clasificarea apei din punct de vedere al compatibilității sale cu producerea alcoolului este dată în tabelul 2.2. (Turtoi M., 1999).

Apa folosită în industria alcoolului este supusă și unui control microbiologic pentru stabilirea conținutului în germeni dăunători fermentației: bacterii lactice, drojdii atipice, bacterii coliforme etc.

În ceea ce privește apa de răcire, care ocupă o pondere foarte mare în consumul de apă în fabricile de alcool, aceasta nu trebuie să îndeplinească condițiile apei potabile (Dabija A., 2010).

Tabel 2.2.

Clasificarea apei pentru producerea alcoolului (recomandat de O.N.U.

(Turtoi M., 1999)

Amidonul din măcinișul de cereale este mai bine solubilizat în apă alcalină (pH > 7,5).

Preparatele enzimatice microbiene

Se obțin prin cultivarea în condiții absolut pure a unor tulpini de bacterii și mucegaiuri pe medii de cultură adecvate, urmată de purificarea preparatului brut rezultat. În comparație cu malțul verde, ele prezintă următoarele avantaje:

– activitate enzimatică standardizată, care se modifică puțin la depozitare;

– α-amilaza bacteriană se caracterizează printr-o termorezistență mult mai ridicată (până la 110oC);

– sunt mai sărace în microorganisme dăunătoare;

– se obțin randamente mai ridicate în alcool, deoarece pot hidroliza și alte poliglucide;

– sunt necesare spații mai reduse la depozitare și transport;

– se economisesc cheltuielile legate de producerea și mărunțirea malțului verde.

În funcție de importanța lor tehnologică, principalele preparate enzimatice amilolitice existente pe piață se pot clasifica în cele cinci grupe prezentate în tabelul 2.3.

Tabel 2.3.

Clasificarea preparatelor enzimatice amilolitice folosite în industria alcoolului

(Hopulele T., 1999)

NOVO = NOVO-NORDISK A/S Danemarca (reprezentată prin S.C. BIAMI S.R.L. Avrig)

ABM = ABM – MANCHESTER / Marea Britanie (reprezentată prin S.C. ENZYMES&DERIVATES ROMANIA S.A., comuna Costișa, jud. Neamț)

SOLVAY = SOLVAY – HANOVRA / Germania.

În afară de preparatele enzimatice amilolitice prezentate, se mai pot folosi, în funcție de materiile prime prelucrate, și alte preparate enzimatice: proteaze, β-glucanaze, pentozanaze etc.

Preparatele enzimatice pentru lichefiere (dextrinizare), care pot fi:

– preparate enzimatice de α-amilaze termostabile obținute din tulpini selecționate sau modificate genetic de Bacillus licheniformis și care se caracterizează prin stabilitate mare la căldură (60oC-110oC) și pH cuprins între 6 și 7, pentru activitatea lor fiind necesară prezența ionilor de calciu (40 mg/L plămadă).

– preparate enzimatice de α-amilaze normale care sunt utilizate în cazul procedeelor de lichefiere care lucrează fără presiune. Pentru obținerea acestora se utilizează Bacillus subtillis, Bacillus amyloliquefaciens, Aspergillus oryzae, Aspergillus niger. Aceste preparate acționează la pH 6-7 și temperatură de 65…75oC. Necesită prezența calciului (200-400 mg/L plămadă).

Preparatele enzimatice ajutoare care se folosesc în două scopuri:

– pentru mărirea concentrației de aminoacizi utilizați de drojdiile de fermentare (preparate enzimatice proteolitice);

– pentru reducerea vâscozității plămezii (β-glucanaze, xilanaze, celulaze).

Preparatele enzimatice pentru zaharificarea plămezilor lichefiate-dextrinizate: amiloglucozidaza obținută din tulpini selecționate de Aspergillius niger. Amiloglucozidaza acționeazăp la 60…65oC și pH = 4,5 – 5,4. Pentru creșterea eficienței amiloglucozidazei se folosește și un preparat enzimatic de pullulanază obținută cu o tulpină de Bacillus licheniformis.

În prezent, pentru lichefiere-dextrinizare și zaharificare nu se mai utilizează malț verde sub formă de slad, având în vedere costurile materiei prime (orz), inclusiv investițiile necesare pentru obținerea malțului verde și a laptelui de slad.

Substanțe antispumante: dimetilpolisiloxan, uleiuri vegetale:

Acidulanți pentru plămada din cereale și cartofi sau melasă: acid sulfuric.

Săruri nutritive: fosfat de amoniu mono și dibazic.

Factori de creștere: vitamine din grupul B, acid pantotenic, biotină.

Substanțe antiseptice și dezinfectante.

Drojdii pentru fermentare

Drojdiile pentru fermentarea plămezilor zaharificxate aparțin genului Saccharomyces cerevisiae și Saccharomyces bayanus. Se poate utiliza drojdie lichidă pregătită în fabrică, drojdie uscată sau drojdie comprimată.

În cazul drojdiilor lichide se folosesc, de regulă, 1-3 L drojdie cultivată la 1 hL plămadă, în cazul drojdiilor uscate 10-20 g/hL plămadă, iar în cazul drojdiilor comprimate 100-200 g/hL plămadă. Într-un gram de drojdie uscată se află, de regulă, 20-25 miliarde de celule.

Drojdiile utilizate trebuie să îndeplinească următoarele condiții: să aibă o putere alcooligenică ridicată, să se poată acomoda la plămezile acide din cereale, să declanșeze rapid fermentația, să formeze o cantitate redusă de spumă la fermentare și să producă o cantitate cât mai mică de hidrogen sulfurat și alte substanțe de gust și aromă nedorite.

În tabelul 2.4. se prezintă puterea alcooligenică și toleranța la alcool a unor preparate de drojdie uscată, lichidă și comprimată.

Tabel 2.4.

Puterea alcooligenică și toleranța la alcool a unor preparate de drojdie

(Hopulele T., 1999)

Din tabel se observă că drojdiile lichide și drojdia comprimată au o putere alcooligenă mai scăzută decât majoritatea drojdiilor uscate, astfel încât costurile ceva mai ridicate pentru drojdiile uscate se compensează în timp scurt prin randamentele mai ridicate în alcool (11-12% vol.).

Am ales schema tehnologică de fabricare a alcoolului etilic din materii prime amidonoase (porumb) prin procedeul fără fierbere sub presiune, deoarece acest procedeu suscită din ce în ce mai mult interes în condițiile crizei energetice și a creșterii costului ei. Procedeul de dezagregare fără fierbere sub presiune a materiilor prime amidonoase, a devenit realizabil și actual, datorită posibilității fluidificării masei amidonoase cu preparate enzimatice microbiene. Procedeul a fost pus la punct pentru materii prime fin mărunțite dar sunt făcute experimente și pentru materia primă boabe întregi de cereale.

Pe lângă o serie întreagă de avantaje economice, întrebuințarea preparatelor enzimatice pentru înlocuirea totală a malțului conduce și la creșterea randamentului în alcool cu 0,5-3%.

2.2. Procesul tehnologic – alcoolul din materii prime amidonoase

2.2.1. Schema tehnologică de fabricare a alcoolului din materii prime amidonoase (porumb)

Fig. 2.1. Schema-bloc a fabricării alcoolului din porumb

(procedeul fără fierbere sub presiune DSA)

(Banu, 1999)

2.2.2. Descrierea procesului tehnologic

Recepția cerealelor

Aceasta se face cantitativ prin cântărire și calitativ prin determinarea conținutului de amidon, cu ajutorul polarimetrului sau sau cu ajutorul nomogramelor.

Porumbul care se livrează fabricilor de alcool se recepționează în baza condițiilor de calitate prevăzute de standardele în vigoare.

Elementele care stau la baza stabilirii valorii de facturare a porumbului sunt umiditatea și corpurile străine care se determină de laboratorul fabricii, după metodele prevăzute de standarde. Se mai determină conținutul de amidon care este elementul principal pentru calculul consumului specific sau a randamentului (Banu, 2008).

Depozitarea cerealelor

Fabricile de spirt poartă o răspundere deosebită pentru păstrarea și conservarea optimă a cerealelor. Aceasta constituie, de cele mai multe ori, una dintre cele mai importante șigrele probleme economice, ținând cont defaptul că din costul de producție al spirtului ponderea cea mai mare o deține valoarea materiei prime (circa 80%).

La depozitarea porumbului în funcție de anumiți factori (umiditatea și temperatura boabelor, gradul de infectare cu microorganisme, îndeosebi cu mucegaiuri și gradul de infestare cu diferite insecte etc,) pierderile de amidon pot fi minime sau foarte mari, în această din urmă situație rezultatele economice ale fabricii putând fi grav afectate.

Tabel 2.5.

Pierderi la depozitarea porumbului

(Hopulele T., 2009)

Pregătirea cerealelor

Înainte de introducerea în fabricație este necesar ca cerealele (porumb, secară, grâu sau orz) să fie curățate de impuritățile pe care în mod obișnuit le conțin. Cel mai des întâlnite sunt bucăți de coceni, pleavă, paie, praf, nisip, pietriș, cuie, bucăți de sârmă etc.

Prezența acestora poate duce la deterioararea instalațiilor (pompe, ventile) și la înfundarea conductelor, ventilelor, fierbătoerelor, precum și a coloanelor de distilare.

Îndepărtarea prafului, a plevei, nisipului, pământului și a pietrișului se realizează cu ajutorul separatoarelor (tararelor) iar a impurităților metalice cu ajutorul magneților sau a electromagneților (Banu, 2008).

Mărunțirea cerealelor

Aplicarea procedeelor de prelucrare fără presiune necesită o mărunțire optimă a materiei prime, astfel încât să se obțină randamente maxime în alcool, cu un consum mini8m de energie.

Pentru obținerea unor randamente maxime în alcool este necesar ca, la măcinarea cerealelor, proporția de fracțiuni rezultate de la sortarea pe site a măcinișului să fie următoarea (Matzik):

Dimensiunea particulelor, µm procentul, %

Sub 90 49,8

90-250 31,3

250-500 17,3

500-710 1,6

Peste 710 0,1

Măcinarea uscată

Se bazează pe folosirea unei mori cu ciocane cu sită de 1-2 mm. De la moară, făina ajunge într-un buncăr de făină, din care este trecută în cazanul de zaharificare. Necesarul de energie electrică este de 20-25 kWh/t cereale. Acest procedeu se pretează pentru fabricile mici de alcool și prezintă următoarele dezavantaje: se formează praf care nu este igienic și prezintă pericol de explozie, este necesar un siloz de făină, iar la plămădire se formează cocoloașe ce reprezintă o sursă de infecție și de pierderi.

Măcinarea umedă

Se realizează cu ajutorul unor mori speciale cu ciocane, alimentate cu cereale, apă de plămădire și enzime de fluidizare. Firma Westphal (Germania) a patentat un procedeu care se bazează pe folosirea unei mori cu ciocane fixe și a unei site cu orificii mai mari, având o construcție specială care permite reducerea consumului de energie electrică pentru măcinare. Pentru măcinarea umedă se mai folosesc morile produse de firmele Alex Faller și Cramer (Germania) (Banu. 1999).

În comparație cu măcinarea uscată, măcinarea umedă prezintă avantajul că nu se formează praf și cocoloașe; acest procedeu se pretează și pentru mărunțirea cerealelor cu umiditate ridicată, conservate în silozuri ermetice.

Măcinarea uscată și umedă (2 trepte)

Printr-o simplă măcinare uscată sau umedă nu se poate obține, de regulă, granulația dorită a măcinișului, ceea ce conduce la o zaharificare incompletă și la micșorarea randamentului în alcool. Din acest motiv se recomandă mai întâi o măcinare uscată cu ajutorul unei mori cu ciocane, cu sită cu ochiuri mai mari, urmând ca cea de a doua mărunțire umedă să se facă, după fluidizare, într-o moară cu discuri.

Dimensiunile măcinăturii influențează temperatura de începere a gelatinizării, producția de alcool etilic și cantitatea de amidon negelatinizat (tabelele 2.6., 2.7. și 2.8.)

Tabel 2.6.

Corelația dintre dimensiunile măcinăturii și temperatura de începere a gelatinizării

(Hopulele T., 2009)

Fig. 2.2. Corelația dintre dimensiunile măcinăturii

și temperatura de începere a gelatinizării

Tabel 2.7.

Corelația dintre dimensiunile măcinăturii de porumb și producția de alcool etilic

(Hopulele T., 2009)

Fig. 2.3. Corelația dintre dimensiunile măcinăturii

și producția de alcool etilic

Tabel 2.8.

Corelația dintre dimensiunile măcinăturii de porumb și procentajul de amidon negelatinizat

(Hopulele T., 2009)

Fig. 2.4. Corelația dintre dimensiunile măcinăturii

și procentajul de amidon negelatinizat

Fluidificarea plămezii

Fluidificarea plămezii are drept scop transformarea hidrotermică a amidonului (gelatinizarea) care cuprinde trei faze: umflarea (hidratarea) granulei de amidon, gelatinizarea granulei în care granulele se fisurează și o parte din amiloză trece în soluție; solubilizarea completă a amilozei care are loc atunci când se depășește temperatura de gelatinizare rezultatul final fiind un sistem bifazic format dintr-o soluție vâscoasă de amiloză în care sunt dispersate așa-numitele granule „fantomă” de amilopectină. Cantitatea plămezii fluidificate depinde de felul fdierberii: fără presiune și sub presiune, în ultimul caz fiind solubilizată toată amiloza. Pentru fierbere se pot utiliza cazane simple în care se execută și lichefierea zaharificarea, aparate de fierbere sub presiune cu funcționare discontinuă și continuă tip Henze.

Lichefierea-dextrinizarea plămezii fluidificate (gelatinizate)

Acesată operație se realizează cu ajutorul enzimelor de lichefiere-dextrinizare (α-amilaze). Temperatura de lichefiere-dextrinizare se alege în funcție de felul preparatelor de α-amilază și procedeul folosit (fără presiune și sub presiune). În primul caz se utilizează α-amilaze normale iar în cel de al doilea caz α-amilaze termostabile.

Zaharificarea plămezii lichefiate-dextrinizate se realizează cu amiloglucozidaza la care se poate asocia și pullulanaza, pentru o eficiență mai mare a amiloglucozidazei. Pentru zaharificare, plămada lichefiată se răcește până la 55-65oC, pH-ul fiind ajustat la 4,5-5,4.

Fermentarea plămezilor din cereale

Pentru fermentarea plămezilor se pot folosi drojdii lichide (cultivate în fabrică), drojdii speciale pentru alcool (uscate sau comprimate) sau drojdii de panificație. În ultimul timp se folosesc drojdiile uscate în locul celor lichide, deoarece acestea pot fi imediat utilizate după o prealabilă hidratare, au o bună conservabilitate și s edozează mult mai ușor.

Fermentarea plămezii principale are o durată de circa 72 de ore și cuprinde cele 3 faze:

– faza inițială, circa 22 de ore;

– faza principală, circa 18 ore;

– faza finală, circa 32 de ore.

Pentru scurtarea duratei de fermentare până la 48 de ore, se pot folosi următoarele metode:

– pornirea fermentației la temperaturi mai ridicate de 24…25oC, prin care faza inițială se reduce la 4-6 ore;

– folosirea de borhot lichid recirculat (maxim 60%) la obținerea plămezii prin care se declanșează mai rapid fermentația, scurtându-se faza inițială până la 2-3 ore;

– utilizarea unei cantități mai mari de plămadă d edrojdie de 10-15%;

– conducerea fermentației la temperaturi mai ridicate de 35…36oC;

– folosirea preparatelor enzimatice microbiene, care produc o hidroliză mai avansată a amidonului până la glucoză, fără formare de dextrine limită, scurtându-se, astfel, faza finală a fermentației.

În funcție de materia primă prelucrată și de procesul tehnologic aplicat, extractul aparent al plămezilor fermentate trebuie să prezinte următoarele valori:

– pentru plămezi din cartofi: 0,3-1,5%;

– pentru plămezi din porumb: < 0;

– pentru plămezi de orez: 1,0-1,3%;

– pentru plămezi de secară: 1,1-1,4%;

– pentru plămezi din ovăz: 0,9-1,1%.

Extractul real al plămezii fermentate, după eliminarea alcoolului se poate calcula cu relația:

în care:

er este extractul real al plămezii fermentate, în %;

A – concentrația alcoolică a plămezii fermentate, în % vol;

ea – extractul aparent al plămezii fermentate, în %.

Distilarea plămezilor fermentate

Plămada fermentată este un sistem dispers în care în soluția apoasă alcoolică se află în suspensie substanțe provenite din materiile prime, auxiliare și drojdii. Concentrația alcoolică a plămezii fermentate variază între 6-12% volume în funcție de materia primă utilizată și procesul tehnologic aplicat. Separarea alcoolului etilic din amestec binar (alcool-apă) se bazează pe diferența de volatilitate dintre alcool și apă, operația fiind denumită distilare.

Distilarea este operația de vaporizare parțială a unui lichid, urmată de condensarea vaporilor, pentru a concentra componenții mai volatili din amestecul inițial.

Prin distilare lichidul inițial se separă într-o fracțiune evaporată și condensată, numită distilat și o fracțiune neevaporată, numită reziduu.

Se utilizează în exclusivitate la noi în țară, instalația de distilare cu funcționare continuă.

O instalație de distilare cu funcționare continuă se compune de obicei din următoarele aparate: pompa de alimentare a coloanei de distilare cu plămadă fermentată; coloana de distilare a plămezii fermentate; regulatorul de borhot; deflegmatorul; condensatorul – răcitor; filtrul și felinarul de control; aparatul de măsurare (de control) a cantității de alcool produs.

Pentru că odată cu creșterea concentrației în alcool în timpul distilării are loc și creșterea temperaturii de fierbere, distilarea se realizează în instalații cu funcționare continuă în care se introduce plămada preâncălzită pe la partea superioară a unei coloane de plămadă prevăzută cu talere cu clopote.

Această plămadă se scurge din taler în taler cu viteză constantă în contracurent cu aburul care se barbotează de la baza coloanei.

Pe măsură ce se ridică vaporii în coloană, aceștia se concentrează în alcool; prin condensări repetate de componenți mai puțin volatili din vârful coloanei de plămadă, rezultă vapori cu concentrație în alcool din acest lichid, în echilibru cu concentrația în alcool a plămezii concentrate (Banu, 2008).

Acești vapori de alcool brut diluat sunt introduși într-o coloană de concentrare unde are loc concentrarea treptată în alcool, conducând la concentrația finală a alcoolului brut.

Pe măsură ce coboară prin coloana de plămadă, plămada fermentată se epuizează în alcool, iar pe la bază rezultă un lichid dezalcolizat care se numește borhot.

Odată cu alcoolul brut se distilează și impurități volatile care conferă alcoolului brut opalescență, miros neplăcut și sunt dăunători sănătății. Principalele impurități chimice sunt reprezenmtate de aldehide, esteri, alcooli, acizi, dar sunt prezente și H2S, mercaptani, piridină, 3-metilpirazina, tetrametilpirazina, dietilpirazina etc. în funcție de natura și calitatea materiei prim,e folosite, precum și tratamentul termic aplicat plămezii, respectiv în funcție de fermentația plămezii dulci (grad de aerare, pH, concentrația substanțelor fermentescibile, temperatura și durata fermentației).

După datele din literatura de specialitate, alcoolul brut conține: minim 88% alcool etilic, aldehide maximum 0,03% în volume raportat la alcool etilic anhidru, esteri, maximum 500 mg/L alcool etilic anhidru (ca acetat de etil); ulei de fuzel, maximum 0,4% în volume,; acizi, maximum 500 mg/L.

Antrenarea produselșor secundare este independentă de coeficientul de distilare și conținutul în alcool al lichidului ce se distilă (fig. 2.5.).

Rafinarea spirtului brut

Rafinarea este operația de purificare a unui produs de substanțe străine pe care le conține, în scopul îmbunătățirii calității acestuia.

Există 5 grupe mari de impurități: aldehide; esteri; alcooli superiori; acizi organici și baze azotate.

Rafinarea alcoolului etilic se poate realiza prin metode fizice și chimice.

Rafinarea chimică constă în tratarea cu NaOH și permanganat de potasiu, prin care o serie de impurități trec din forma volatilă în formă fixă. Rafinarea chimică precede, de obicei, rafinarea fizică care se realizează prin distilare fracționată (rectificare) (Banu, 2008).

Fig. 2.5. Coeficienții de distilare pentru alcool etilic (A),

alcool amilic (B) și acetatul de etil (C)

(Banu, 2009)

Fig. 2.6. Coeficienții de rectificare ale unor produse secundare ale fermentației alcoolice:

A – alcool amilic; B – acetatul de izoamil; C – acetatul de etil; D – acetat de metil.

(Banu, 2009)

Prin rectificare se produce separarea impurităților din spirtul brut sub formă de frunți, cozi și ulei de fuzel și are loc o concentrare în alcool, obținându-se ca produs principal alcoolul etilic rafinat de concentrație ridicată (96-97% alc. Vol.).

Realizarea rafinării se poate efectua:

– în instalații de rectificare cu funcțioanre periodică (cu blază),

– în instalații continue (tip Barbet), diluându-se în prealabil spirtul brut cu apă până la cca. 50o alcoolice.

Prin rafinare alcoolul brut se concentrează, se limpezește și își pierde mirosul și gustul neplăcut.

Alcoolul etilic rafinat trebuie să aibă concentrația de min. 96% și nu trebuie să conțină alcool metilic și furfurol.

2.3. Calculul bilanțului de materii prime și auxiliare

Generalități

Pentru calculul bilanțului de materiale se au în vedere următoarele două elemente:

– intrările de materii prime și auxiliare care sunt prevăzute în rețetele de fabricație;

– ieșirile la fiecare fază tehnologică și pierderile tehnologice.

Schematic bilanțul de materiale arată astfel:

Ecuația generală a bilanțului de materiale este:

I = + P, în care:

= materii prime și auxiliare intrate

= materii prime și auxiliare ieșite

P = pierderi

Calculul necesarului de cereale

1. Rafinare

Prin procesul de rafinare se obține 80% alcool etilic rafinat, cunoaștem că volumul de alcool etilic rafinat de 96˚ este 10000 L/24h, determinăm masa de alcool etilic rafinat și pe baza acesteia cantitatea de alcool brut:

801 Kg/m3; reprezintă densitatea alcoolului etilic rafinat de 96˚ la 20˚C

m= masa de alcool etilic, exprimată în Kg/24h;

V = 10000 L/24h sau 10 m3/24h; reprezintă volumul de alcool etilic rafinat 96˚.

m = 80110=8010 Kg/24h alcool etilic rafinat 96˚

8010=80/100 X

X =10012,5 Kg/24h 10013 Kg/24h alcool brut

Ab=Ar +At + 1,4/100 Ab

unde: Ab = cantitatea de alcool brut, Kg/24h;

Ar = cantitatea de alcool rafinat, Kg/24h;

At = cantitatea de alcool tehnic, Kg/24h.

10013 = 8010 + At + 1,4/10010013

At = 10013 – 8010 – 140,18

At = 1863 Kg/24h alcool tehnic

2. Distilare

Pf = Ab + B

PfcPf = AbcAb + BcB

unde: Pf = plămadă fermentată, Kg/24h;

Ab = alcol brut, Kg/24h;

B = borhot, Kg/24h;

cPf = concentrația alcoolică a plămezii fermentate, % vol;

cAb = concentrația de alcool brut, % vol;

cB = concentrația borhotului, % vol.

(Ab+B)cPf = AbcAb + BcB

(Ab+ B)8 = Ab 80 + B0,4

8Ab + 8B = 80Ab + 0,4B

7,6B = 8010013 + 810013

7,6B = 801040-80104

7,6B = 720936

B = 94860 Kg/24h borhot

Pf =10013+94860

Pf = 104873 Kg/24h plămadă fermentată

3. Fermentare

Pî = Pf + 0,2/100Pî

unde: Pî = cantitatea de plămadă însămânțată, Kg/24h;

Pf = cantitatea de plămadă fermentată, Kg/24h.

Pî = Pf

Pî = 104873

Pî =105083 plămadă însămânțată Kg/24h

4. Însămânțare

Pz+D=Pî+P3

Pz cPz+DcD=Pî cPî+Pz

unde: Pz = plămadă zaharificată Kg/24h;

Pî = plămadă însămânțată Kg/24h;

D = drojdie Kg/24h

cPz = concentrația plămezii zaharificate (16-18˚Bllg);

cPî = concentrația plămezii însămânțate (6-8˚Bllg);

cD = concentrația drojdiei (5-8˚Bllg).

16Pz+6D=8Pî+ Pz

D=Pî-Pz

16Pz+(Pî -Pz)6 = 8Pî+Pz

16Pz-6Pz-(0,1/100)Pz = 8Pî-6Pî

(999,9/100)Pz = 2105083

Pz = 21019 plămadă zaharificată Kg/24h

D = 105083-21019

D = 84064 drojdie Kg/24h

5. Zaharificare

Se adaugă o proporție de 2% enzime de zaharificare și 0,4% H2SO4 din cantitatea de plămadă fluidificată.

Pf+Ez+As=Pz+(0,1/100)Pf

unde: Pf = plămada fluidificată Kg/24h;

Pz = plămada zaharificată Kg/24h;

Ez = enzime de zaharificare Kg/24h;

As = acid sulfuric Kg/24h

Pf+Pf+Pf=Pz+Pf

Pf = 21019

Pf = 20546 plămadă fluidificată Kg/24h;

Ez = (2/100)20546

Ez = 411enzimă de zaharificare Kg/24h;

As = (0,4/100)20546

As = 82 acid sulfuric Kg/24h

6. Fluidificare

Se adaugă 1% enzime de fluidificare din cantitatea de materie primă măcinată.

Mpm+Ef = Pf+P5

Mpm+(1/100)Mpm = Pf+(0,2/100)Mpm

unde: Mpm = cantitatea de materie primă măcinată Kg/24h;

Ef = cantitatea de enzime de fluidificare Kg/24h;

Pf = cantitatea de plămadă fluidificată Kg/24h;

P5 = pierderi

Mpm = Pf

(100,8/100)Mpm = 20546

Mpm = 20383 materie primă cântărită, Kg/24h

Ef= (1/100)20383

Ez = 204 enzimă de fluidificare, Kg/24h;

7. Măcinarea

Se adaugă 30% apă din cantitatea de materie primă cântărită.

Mpc+A = Mpm+P6

unde: Mpc = materia primă cântărită Kg/24h;

Mpm = materia primă măcinată Kg/24h;

A = cantitatea de apă adăugată la măcinare

P6 = pierderile

Mpc+(30/100)Mpc = Mpm+(0,2/100)Mpc

Mp = Mpm

Mpc=15703 Kg/24h materie primă cântărită;

A=(30/100)15703

A=4711 Kg/24h apă

8. Cântărire

Mpd = Mpc + P7

unde: Mpd = materie primă depozitată, Kg/24h;

Mpc = materie primă cântărită; Kg/24h;

P7 = pierderi

Mpd = 15703

Mpd = 15734 Kg/24h materie primă depozitată

9. Depozitare

Mpr = Mpd + (0,2/100)P8

Unde: Mpr = materie primă recepționată Kg/24h;

Mpd = materie primă depozitată Kg/24h;

P8 = pierderi Kg/24h

Mpr = 15734

Mpr = 15766 Kg/24h porumb recepționat

Centralizator bilanț de materiale

Tabel 2.8.

2.4. Calcul bilanțului termic

Calculul termic presupune aflarea cantității de agent termic necesar pentru încălzirea sau răcirea plămezii în cadrul diferitelor etape ale procesului tehnologic, precum și aflarea cantității de agent de răcire.

Calculul termic se bazează pe două ecuatii fundamentale:

– Ecuația bilanțului termic:

Qc = Qp+Qpierderi

unde: Qc = fluxul termic cedat de fluidul cald;

Qp = fluxul termic primit de fluidul rece;

Qpierderi = fluxul termic pierdut;

– Ecuația transferului termic:

Q = KAΔTm

unde: K= coeficientul global de transfer de căldură, (W/m2K);

A = aria suprafeței de transfer de căldură, (m2);

ΔTm = diferența medie de temperatură, (˚C).

1.Ffluidificare:

Ecuația bilanțului termic este:

unde: mabur = debitul masic de abur, kg/s;

mmp = 0,23 kg/s, debitul masic de materie primă măcinată;

cmp = 4228,46 J/kgK, capacitatea termică masică a materiei măcinate;

t1 = 20˚C, temperatura de intrare a materiei măcinate;

t2 = 75˚C, temperatura de ieșire a materiei fluidificare;

h"= entalpia amestecului în faza de vapori;

h΄= entalpia amestecului în faza de lichid;

Qp= fluxul termic pierdut în mediul înconjurător;

Agentul termic al operației este aburul saturat la presiunea p = 0,2 Mpa. Transferul de căldură se realizează cu pierderi de flux termic în mediul înconjurător de 1%, raportat la fluxul termic cedat de agentul termic.

t˚C

Tc=119,6˚C

T2=75˚C

T1=20˚C A, m2

Debitul de abur necesar este:

unde lc este căldura latentă masică de condensare la presiunea aburului p, J/kg;

= 2208kJ/kg la p = 0,2Mpa = 2ata (4.anexă, tabelul III);

Δt = (20+75)/2

Δt = 47,5˚C

mabur = 0,023 kg/s

W

2. Răcirea plămezii fluidificate de la 75˚C la 55˚C

Agentul de răcire este apa, care circulă în contracurent și realizează o variație de temperatură de la tai = 20˚C la taf = 25˚C.

Ecuația de bilanț termic:

Mplcpl (tpi-tpf) = Ma ca (tai-taf)+Qp

Unde: Mpl = debitul masic de plămadă fluidificată, (Kg/s);

Mpl = 20546Kg/24h = 0,237Kg/s;

Cpl = capacitatea termică masică a plămezii, (J/KgK)

Tpi = temperatura de intrare a plămezii;

Tpf = temperatura de ieșire a plămezii;

Ma = debitul de masă; (Kg/s);

Diagrama termică pentru circulația fluidelor:

T,˚C

tpi=75˚C

tpf=55˚C

taf=25˚C

tai=20˚C

A,m2

ΔTmed.pl == 65˚C → cpl = 4310 J/KgK

ΔTmed.a = = 22,5˚C → ca = 4183 J/KgK

Ma =

Ma = =0,97 Kg/s

Qc = 0,237=20,4294 kW

Qp = =20,287 kW

Qpierderi = Qc-Qp = 0,14 kW

3. Zaharificare

Se răcește plămada zaharificată de la tpi = 55˚C la tpf = 30˚C, folosind ca agent de răcire apa, care circulă în contracurent și realizează o variație de temperatură de la tai = 15˚C la taf = 20˚C.

Ecuația de bilanț termic: Mpzcpz(tpi-tpf) = Ma ca (taf-tai)+Qpierderi

unde: Mpz = debitul de plămadă zaharificată, Kg/s;

Cpz = capacitatea termică masică a plămezii zaharificate, J/KgK;

Ma = debitul de apă de răcire, Kg/s;

Ca = capacitatea termică masică a apei, J/KgK.

Diagrama termică pentru circulația fluidelor:

t˚C

Tpi=55˚C

Taf=20˚C tpf=30˚C

Tai=15˚C

A, m2

ΔTmed = = 42,5˚C

ΔTmeda == 17,5˚C

Cpz = 4140 J/KgK

Ca = 4190J/KgK

Ma=

M a=

Ma = 1,20Kg/s

Qc = = 25,150 kW

Qp = = 25,14 kW

Qpierderi = Qc-Qp = 0,01 kW

4.Fermentare

Plămada însămânțată , care se introduce în linul de fermentare are un conținut în zaharuri de 160g/l. Durata de fermentare este de 48h la temperatura de 30˚C, conținutul de zahăr remanent fiind de 2g/l.

Ecuația bilanțului termic:

Qpî + Qr = Qpf + Qco2 + Qa+al + Qp

unde: Qpî = cantitatea de căldură intrată cu plămada însămânțată;

Qr = cantitatea de căldură cedată prin reacție;

Qpf = cantitatea de căldură primită de plămada fermentată;

Qco2 = cantitatea de căldură ieșită cu CO2;

Qa+al = cantitatea de căldură pierdută cu apa și alcoolul antrenate în formă de vapori;

Qp = cantitatea de căldură pierdută .

Cantitatea de CO2 degajată se calculează în funcție de modul în care este consumat substratul fermentescibil în timpul fermentației plămezii. Considerând că plămada conține 0,5g/l CO2, iar substratul fermentescibil se consumă astfel:

– 92% pentru fermentație alcoolică;

– 1% pentru respirație;

– 2% pentru formare de biomasă;

– 5% pentru formare de produși secundari.

Reacțiile globale pentru fermentația alcoolică:

C6H12O6 → 2CH3-CH2OH+2CO2+25,4 kcal

180 g glucoză → 246 g alcool+244 g CO2+106,4 kJ

1Kg glucoză →0,51 kg alcool+0,488 kg CO2+591,11 kJ

Reacțiile pentru respirație:

C6H12O6+6O2 →6CO2+6H2O+408,6 kcal

180 g glucoză →644 g CO2+618 g apă+1712 kJ

1 Kg glucoză →1,47 kg CO2+0,6 kg apă+9511,11 kJ

Cantitatea totală de zahăr care se consumă din plămada care fermentează este:

Ztot=(zi-zf)Mpî= (160-2)103

= 980 kg/m3

Ztot = 16941,95kg

Din aceasta pentru fermentație se consumă:

Zf =Ztot = 0,9216941,95 = 15586,59kg

Iar pentru respirație:

Zr = Ztot=0,0116941,95 = 169,41kg

Cantitatea de CO2 care se degajă este:

Mco2 =

Mco2 = 7606,25 + 249,04 + 53,61

Mco2 = 7801,68 kg/24h

Cantitatea de alcool și de apă antrenată sub formă de vapori de către dioxidul de carbon care se degajă se calculează considerând că amestecul conține 30% alcool și 70% apă.

Masa moleculară medie a vaporilor este:

Mv=+ = kh/kmol

Conținutul maxim de umezeală din gaz este:

Xs =

Xs = 0,0288 kg/kg

Cantitatea de alcool antrenată este:

Malc = =

Malc=67,40 kg/24h

Cantitatea de apă antrenată este:

Mapă =

Mapă = 157,28 kg/24h

Cantitatea de plămadă fermentată este:

Mf = Mpî – Mco2 – Mapă+alc -P

Mf = 105083 – 7801,68 – (157,28+67,40)-25

Mf = 97031,64 kg/24h

Pierderile totale la fermentație exprimate procentual:

Ptot =

Ptot = 7,5%

Ecuația bilanțului caloric:

Cantitatea de căldură intrată cu plămada:

Qpî = Mpîcpî tpî =

Qp = 1335,032103 kJ/24h

unde:cp î = 4230J/kgK,capacitatea termică masică a plămezii însămânțate;

Ti = 30˚C, temperatura de intrare a plămezii

Cantitatea de căldură cedată prin reacție:

Qr = Zf qf+Zr qr, în care q reprezintă densitatea fluxului termic (W/m2)

Qr =

Qr = 0824,66103 kJ/24h

Cantitatea de căldură ieșită cu CO2:

Qco2 =

în care :cco2 = 0,9 kJ/kg,capacitatea termică masică a CO2;

Tco2 = 32˚C, temperatura optimă

Qco2 = 7801,680,9

Qco2 = 224,68103 kJ/24h

Cantitatea de căldură pierdută cu apa și alcoolul antrenate în formă de vapori:

Qapă+alc = Mapă lapă+Malc lalc

în care :lapă = 2425,6 kJ/kg, căldura latentă de evaporare a apei la temperatura de30˚C;

lalc = 913,4 kJ/kg, căldura latentă de evaporare a alcoolului la temperatura de 30˚C.

Qalc+apă =

Qalc+apă = 443,35103 kJ/24h

Cantitatea de căldură pierdută:

Qp = Qpî – Qpf – Qco2 – Qalc+apă

Qp = (1335,032 + 10824,66 – 224,68 – 443,35)103

Qp = 659,715103 kJ/24h

5.Distilare

Ecuația bilanțului termic pentru instalația de distilare (coloană de distilare, deflegmator, răcitor) este:

unde: mpf = 1,21 kg/s, debitul de plămadă fermentată cu 14%vol alcool, respectiv 3,5% mol alcool etilic;

mD = 0,115kg/s debitul de distilat, cu84%vol alcool, respectiv 67,27% mol alcool etilic;

mW = 1,09 kg/s, debitul de reziduu;

mA = kg/s, debitul de agent termic, abur saturat la p=5ata

ma = kg/s, debitul de apă de răcire

tF = 92,25˚C, temperatura de fierbere a amestecului pe talerul de alimentare(4.,anexă, tabelul v);

tai = 15˚C, temperatura de intrare a apei în răcitor;

taf = 50˚C, temperatura de evacuare a apei din deflegmator;

tW = 101˚C, temperatura deevacuare a reziduului;

h" = 1338kJ/kg; entalpia distilatului în faza de vapori;

h΄ = 252 kJ/kg, entalpia distilatului în faza de lichid;

cpf = 4 kJ/kgK, capacitatea termică masică a plămezii;

ca = 4190 J/kgK, capacitatea termică masică a apei;

cW = 4,2 kJ/kgK, capacitatea termică masică a reziduului;

Qp = căldura pierdută (W).

Refluxul minim:

Rmin=

în care:xD = 0,6727, este concentrația molară a distilatului în component volatil;

XF = 0,035, este concentrația molară a lichidului de alimentare;

YF = 0,2716, este concentrația vaporilor în echilibru termodinamic cu lichidul de amestecare (27. anexă, tabelul v).

Rmin=

Rmin=1,7

Raportul de reflux:

R = aRmin = 21,7

R = 3,4

Debitul de reflux extern: mL = RmD=3,40,115

mL = 0,39 kg/s

Debitul de vaporiîn coloană: mV = mD(R+1)=0,1154,4

mV = 0,506 kg/s

Debitul de apă de răcire ma, kg/s,se determină din ecuația de bilanț termic a deflegmatorului:

Qd =

Δta = 22,4˚C variația de temperatură determinată de transferul termic vapori alcoolici-apă;

ma =

ma = 4,52 kg/s

Din ecuația bilanțului termic pentru coloana de distilare se determină debitul masic de abur:

lc = 211710 3 J/kg, căldura latentă masică de condensare la p = 5 ata;

2117103 mA=

mA = 0,28 kg/s

Pierderile de flux termic sunt:

Qp =

Qp = 213,95103 W=213,95kW

6.Rafinare

Ecuația de bilanț termic pentru rafinare este:

în care: mab = 0,115 kg/s, debitul de alcool brut cu 84% vol alcool, respectiv 58,55% mol alcool etilic;

malc = 0,092 kg/s, debitul de alcool etilic cu 96% vol alcool, respectiv 84,97% mol alcool etilic;

mw = 0,021 kg/s, debit de reziduu cu 0,02% vol alcool, respectiv 0,08% mol alcool etilic;

tab = 79,10˚C, temperatura de fierbere a alcoolului brut (4.,anexă, tabelul v);

tai = 15˚C, temperatura de intrare a apei în răcitor;

taf = 50˚C, temperatura de evacuare a apei din deflegmator;

talc = 78,25˚C, temperatura de fierbere a alcoolului;

tW = 99,5˚C, temperatura de evacuare a reziduului;

cab = 3767,9 J/kgK, capacitatea termică masică a alcoolului brut;

calc = 3139,95 J/kgK, capacitatea termică masică a alcoolului etilic (4.tabelulVIII);

ca = 4190 J/kgK, capacitatea termică masică a apei;

cW = 4237 J/kgK, capacitatea termică masică a reziduului;

Qp = pierderile de flux termic în mediul înconjurător,W

Refluxul minim:

Rmin =

în care:xD = 0,849, este concentrația molară a distilatului în component volatil;

XF = 0,585, este concentrația molară a lichidului de alimentare;

YF = 0,6876, este concentrația vaporilor în echilibru termodinamic cu lichidul de amestecare (4. anexă, tabelul v).

Rmin =

Rmin = 1,5

Raportul de reflux: R = aRmin=21,5

R = 3

Debitul de reflux extern: mL = Rm = 30,092

mL = 0,27 kg/s

Debitul de vaporiîn coloană: mV = malc(R+1)=0,0924

mV = 0,368 kg/s

Debitul de apă de răcire ma, kg/s,

Qd =

Din (4. tabelul VIII)se determină h΄D și h"D, prin interpolare, funcție de concentrația în component volatil a distilatului, respectiv 96% vol alcool sau 93,84% masă alcool etilic. Se obține:h΄D=225kJ/kg, entalpia distilatului în faza de lichid;

h" = 1165kJ/kg; entalpia distilatului în faza de vapori

ma =

ma = 2,76 kg/s

Din ecuația bilanțului termic pentru coloana de distilare se determină debitul masic de abur:

lc = 2208 J/kg, căldura latentă masică de condensare la p=2 ata;

2208103 mA =

mA = 0,154kg/s

Pierderile de flux termic sunt:

Qp =

Qp = 284103,17 W=284,1 103kW

2.5. Descrierea și calculul utilajelor tehnologice

2.5.1. Dimensionarea linului de fermentare

Fermentarea plămeziilor din cereale are loc în vase speciale, denumite linuri de fermentare, prevăzute cu serpentine de răcire și conducte de captare a dioxidului de carbon. Linurile de feremntare pot avea formă cilindrică(verticală sau orizontală) sau paralelipitedică (casetă). În industria alcoolului etilic se folosesc în exclusivitate linuri metalice, care pe lângă avantajele unei ușoare întrețineri și executării curățenei și sterilizării în bune condiții au dus la creșterea randamentului în alcool, datorită faptului că pot fi închise ermetic, reducându-se astfel la minimum pierderile de alcool prin evaporare.

Linurile metalice se construiesc din tablă din oțel. Cele mai rezistente la acțiunea corozivă a acizilor sunt linurile din oțel inoxidabil, care deși, mult mai scumpe în final, sunt mai avantajoase în raport cu cele din oțel obișnuit care au o durată de funcționare de maximum 5 ani.

În general, înzestrarea linurilor paralelipipedice și a celor cilindrice este identică, cu deosebirea că linurile cilindrice au uneori în plus și instalație de răcire exterioară.

Linul (anexa 9) este prevăzut cu conducta de încărcare cu plămadă zaharificată 2, capacul superior de vizitare 3, capacul inferior de vizitare 4, conducta de evacuare a dioxidului de carbon 5, conducta de abur 6, supapa hidraulică de suprapresiune și vid 7, tija pentru fixarea termometrului 8, instalația de răcire interioară 9, racordul de apă rece 10 pentru alimentarea serpentinei de răcire, racordul 11 pentru ieșirea apei de răcire din serpentine și conducta 12 de evacuare a plămezii fermentate.

În majoritatea cazurilor când linurile se amplasează într-o construcție existentă se alege forma paralelipipedică, această formă permițând utilizarea economică a spațiului de producție.

Volumul linurilor metalice care se construiesc este corelat cu capacitatea de producție a fabricii. Un lin de fermentare metalic poate avea capacitatea cuprinsă între 100 și 1000 hl.

Pentru obținerea a 1 hl alcool etilic rafinat este necesar un volum util de lin de 12,5-13 hl sau de circa 16 hl volum geometric, dacă se ia în calcul un volum suplimentar de circa 20%, ocupat de serpentinele de răcire sau spațiul liber.

Răcirea linurilor se realizează prin stropirea în exterior a pereților în cazul linurilor cilindrice verticale și de capacitate mică sau prin serpentine care se montează în interiorul linurilor de fermentare de mare capacitate.

Sistemul de răcire este alcătuit din serpentine de cupru cu diametrul de 30÷40 mm. Acestea se montează sub forma unei spirale în linurile cilindrice sau a unor registre în linurile paralelipipedice. Suprafața de răcire necesară este de 0,3÷0,4 m2 pentru 1 m3 de plămadă în fermentare.

Conducta pentru evacuarea plămezii fermentate din lin, care face legătura cu pompa de plămadă a instalației de distilare, nu trebuie să aibă posibilitatea de comunicație cu celelalte linuri.

Pentru dimensionarea linului de fermentare de formă cilindrică verticală cu fund conic, cele mai recomandate proporții sunt H/D = 1,5 și unghiul de înclinare a fundului α = 45˚, iar volumul util al linului se consideră a fi Vu = 30 m3.

Mi, ti

CO2+apă+alcool

Volumul total al linului este:

φ=80%- coeficientul de umplere

(m3)

H/D = 1,5

Vt = 1,308D3

D = 3,06m

Se alege: D = 3 m

H = 4,5 m

H = 1,5 m

Datorită acestor rotunjiri volumul total va fi:

Vt = 31,79 + 3,53 = 35,32 m3,

Iar coeficientul real de umplere:φ =

Numărul de linuri de fermentare:

unde:=980 kg/m3, densitatea plămezii fermentate;

m = 105083 kg/s, debitul masic de plămadă fermentată;

V=volumul de plămadă fermentată, (m3)

V =

La aceste 4 linuri se adaugă 2 linuri de rezervă, în total se utilizează 6 linuri.

Înălțimea lichidului în partea cilindrică a linului Hl, se calculează din ecuația volumului util.

Hl = 4,24 – 0,5 = 3,74 m

Aria udată de plămadă în interior este:

A1 = 45,22 m2

Aria neudată de plămadă în interior este:

A2 = 14,21 m2

2.5.2. Dimensionarea schimbătorului de căldură cu plăci, utilizat la răcirea plămezii zaharificate de la 55˚C la 30˚C

Pentru răcirea plămezii zaharificate de la 55˚C la30˚C se utilizează un schimbător de căldură cu plăci tip Tehnofrig-5000, (anexa 6). Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă față de celelalte schimbătoare de căldură:

– transfer de căldură intens, datorat îndeosebi grosimii peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer termic poate ajunge la 6000-7000 W/m2K),

– realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii(60-70%), ceea ce duce și la micșorarea diferenței de temperatură între cele două fluide care circulă prin schimbător;

– construcție compactă pentru suprafețe mari de transfer termic;

– pierderi de presiune relativ mici;

– satisface cele mai exigente condiții de igienă; curățirea este simplă;

– automatizarea nu este mai complicată decât la alte tipuri de schimbătoare de căldură;

– cheltuielile de investiții nu sunt mai mari decât la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeași mărime, dar schimbul termic se realizează în condiții bune;

– construcția și exploatarea sunt mai simple.

Se cunopsc următoarele date:

Tpi = 55˚C, temperatura de intrare a plămezii;

Tpf = 30˚C, temperatura de ieșire a plămezii din schimbător;

tai = 14˚C, temperatura de intrare a apei în schimbător;

taf = 24˚C, temperatura de ieșire a apei din schimbător;

mpz = 0,24 kg/s, debitul de plămadă zaharifcată

I. Calculul ariei suprafeței de schimb de căldură

unde:A = aria suprafeței de transfer de căldură, (m2);

Θtr = căldura transferată,(W);

K = coeficientul global de transfer de căldură, (W/m2K);

ΔT = diferența medie de temperatură, (˚C)

Θtr = 0,24414025 = 24840 W

Θtr=24,840 kW

Diagrama termică:

t˚C

Tpi=55˚C

Tpf=30˚C

Taf=24˚C

Tai=14˚C

A,m2

ΔtM = 55-24 = 31˚C

Δtm = 30-14 = 16˚C

<2

ΔTmed = ˚C

II. Calculul coeficientului global de transfer de căldură

[W/(m2K)]

în care:α1 = coeficientul parțial de transfer de căldură pentru plămadă, W/(m2K);

δ = grosimea plăcii, m;

λ = conductivitatea termică pentru oțel inoxidabil, W/(mK);

α2 = coeficientul parțial de transfer de căldură pentru apa de răcire, W/(m2K)

Ecuația criterială este.

0,95răcire
1,05 încălzire

Calculul lui α1

unde: w = viteza de curgere a fluidului, m/s,

dech = diametrul echivalent;

ρ = densitatea medie a lichidului la temperatura medie, kg/m3;

η = vâscozitatea dinamică, Pas106;

λ = conductivitatea termică, W/(mK)

Caracteristicile plăcii Tehnofrig T-5000:

Lungimea = 990 mm

Lățimea = 250 mm

Grosimea = 1 mm

Aria suprafeței de transfer, A0 = 0,18 m2

Distanța dintre plăci, δc = 3,0 mm

Aria secțiunii de curgere, S0 = 63610-6

Diametru echivalent, dech = 6,0 mm

Grosimea plăcii de capăt = 110 mm

Grosimea plăcii intermediare = 72 mm

Din ecuația continuității debitului se calculează m1,care reprezintă numărul de canale pentru o singură trecere.

Considerăm: wopt=0,3 m/s;

ρm = 1058,73kg/m3, densitatea plămezii la temperatura de23,5˚C;

m1 = 1,2; alegem m1 = 1

Se recalculează viteza reală:

wr = 0,35 m/s

Caracteristicile termofizice ale plămezii zaharificate la temperatura medie:

Re = 1325,25

Pr = 5,46

Nu = 36,40

α1 = 3215 W/(m2K)

Calculăm α2, pentru apă;

Caracteristicile termofizice ale apei la temperatura medie:

Din ecuația de bilanț termic se determină debitul de apă:

Qp = 0 – se neglijează pierderile de căldură

unde: ma= debitul de apă, kg/s;

Mp = 0,24 kg/s, debitul de plămadă

˚C

˚C

Capacitatea specifică masică, corespunzătoare acestor temperaturi este:

Cp = 4140 J/kgK

Ca = 4190 J/kgK

ma = 0,59 ≈ 0,6 kg/s

Viteza de curgere a apei printre plăci:

m2 = 3,15 ≈ 3 canale

Se recalculează viteza reală:

wr = 0,3 m/s

Re = 1929

Nu2 = 59,85

W/m2K

Coeficientul global de transfer de căldură va fi:

k = 2174,9 W/m2K

A = 0,48 m2

III. Dimensionarea schimbătorului de căldură cu plăci

Numărul de plăci:

unde: n = numărul de plăci;

A = aria suprafeței de transfer termic, m2;

f = aria suprafeței de transfer a plăcii, m2;(pentru Tehnofrig T-5000 f=0,18m2)

plăci

Numărul de pachete pentru fiecare fluid:

unde: z = numărul de pachete;

n = numărul de plăci;

m = numărul de canale

Pentru plămadă:

Pentru apă:

Lungimea zonei

L=

unde: δ = grosimea plăcii, mm

d = distanța dintre plăci, în mm

L = mm

Lungimea activă a schimbătorului de căldură este:

(m)

unde: δpc = 110 mm, grosimea plăcii de capăt;

δpi = 72 mm, grosimea plăcii intermediare;

δp =1 mm, grosimea plăcii;

δc = 3,0 mm, distanța dintre plăci.

2.6. Valorificarea subproduselor și a deșeurilor de la fabricarea alcoolului

Din procesul tehnologic de fabricare a alcoolului din materii prime amidonoase rezultă

ca principale subproduse: dioxidul de carbon, alcoolul tehnic (frunți și cozi) și uleiul de fuzel,

iar ca deșeuri recuperabile borhoturile de cereale.

Prin valorificarea integrală și complexă a subproduselor și deșeurilor rezultate, fabricile

de alcool beneficiază de avantaje economice apreciabile, rezolvându-se parțial sau chiar integral și problema apelor reziduale.

Dioxidul de carbon

În timpul fermentării plămezilor din materii prime amidonoase se degajă dioxid de carbon, care antrenează și cantități mici de alcool, produse secundare de fermentație cât și apa din plămadă, impurități care formează 0,5-1% din cantitatea de gaz degajată.

Cantitatea de dioxid de carbon care rezultă teoretic prin fermentare reprezintă 48,8% din

masa glucozei fermentate, 50,3% din masa maltozei și 54,3% din masa amidonului prelucrat.

Dacă se admite că randamentul practic în alcool reprezintă 80% din cel teoretic vor rezulta următoarele cantități de dioxid de carbon:

– din 100 kg glucoză sau fructoză 43,9 kg CO2;

– din 100 kg maltoză sau zaharoză 45,5 kg CO2;

– din 100 kg amidon sau dextrine 48,9 kg CO2.

Cantitatea recuperabilă de dioxid de carbon depinde de materia primă folosită, procesul

tehnologic aplicat și mărimea linurilor de fermentare. Astfel, la prelucrarea cerealelor prin procedeul discontinuu, dioxidul de carbon este recuperat în proporție de circa 70%. În cazul fermentării continue a plămezilor cantitatea recuperată este mult mai mare.

Dioxidul de carbon poate fi prelucrat în următoarele moduri:

– prin purificare, comprimare și eventual lichefiere pentru fabricarea băuturilor răcoritoare carbogazoase și în alte industrii;

– pentru fabricarea carbonatului de calciu sau a carbonatului de amoniu.

Procesul tehnologic de purificare, comprimare și lichefiere a dioxidului de carbon se realizează cu ajutorul unor instalații speciale prezentate la fermentarea berii.

Dioxidul de carbon lichid trebuie să aibă o puritate de minimum 98%, să conțină maximum 0,1% apă, să nu conțină urme de ulei și alte gaze și să nu prezinte mirosuri străine. El se livrează în butelii speciale din otel cu capacitatea de încărcare de 10 și 20 kg, rezistente la presiune ridicată până la 100 at.

Dioxidul de carbon se mai folosește în industria cărnii pentru asomarea porcilor, la fabricarea gheții carbonice (prin evaporarea dioxidului de carbon lichid în aparate speciale când are loc o răcire puternică și solidificarea la temperatura de 78,9°C), care se utilizează la transportul alimentelor cu perisabilitate ridicată, în industria metalurgică la turnarea metalelor, în industria constructoare de mașini la sudura în atmosferă de dioxid de carbon, în medicină, cercetare, etc.

Carbonatul de calciu se obține în fabricile de alcool, folosind ca materii prime varul și dioxidul de carbon rezultat de la fermentație. Stingerea varului se efectuează cu apă caldă cu temperatura de 65-75°C, care să permită obținerea unei temperaturi optime de stingere de 85-90°C, în stingătoare rotative, din care se obține un lapte de var cu 18-20% s.u. După stingere laptele de var este filtrat grosier și fin pentru separarea sterilului (părții insolubile) și introdus în vase de carbonatare, în care se introduce pe la partea inferioară sub agitarea dioxidului de carbon.

Operația de carbonatare are loc la temperaturi de 50-60°C timp de 20-80 minute, obținându-se o suspensie de carbonat de calciu care este concentrată mai întâi prin filtrate sub vid până la 50% s.u. și spoi prin uscare în instalații tip tunel până la o umiditate finală de 0,4-5-0,6%.

După uscare produsul este măcinat într-o moară cu discuri, ambalat în saci, depozitat și livrat la beneficiari.

Carbonatul de calciu se fabrică în mai multe tipuri: A, B, C, I, în funcție de gradul de puritate și destinație. Astfel, tipurile A și I sunt folosite în industria de cosmetice, antibiotice și industria electrotehnică, tipul B în industria materialelor plastice și a cauciucului, iar tipul C de puritate mai redusă este destinat altor utilizări.

În funcție de tipul de carbonat de calciu fabricat, consumul specific de dioxid de carbon variază între 1000-3500 kg/tona de produs finit.

Carbonalul de amoniu se obține în urma reacției dintre dioxidul de carbon și amoniac.

Pe această cale se pot obține teoretic 2,17 tone carbonat de amoniu la o tonă de CO2, randamentul practic este de 2 t/t de CO2. Carbonatul de amoniu se folosește ca adaos la furajarea animalelor, în cazul hranei sărace în proteine, având un coeficient ridicat de asimilare de circa 80%.

Alcoolul tehnic

Alcoolul tehnic {frunți și cozi) reprezintă amestecul de alcool frunți și cozi rezultat în instalațiile de rafinare, în care predomină frunțile. Alcoolul tehnic este folosit în industria lacurilor și vopselelor sau la fabricarea alcoolului denaturat.

În compoziția chimică a frunților intră:

– alcool etilic 93-97%

– aldehide 0,3-0,5%

– esteri 0,3-2,6%

– metanol 0,4-1,5%

– acizi organici volatili 0,07-0,09%

Frunțile obținute de la rafinare se pot întoarce la fermentare sau la distilare. Prin reîntoarcerea frunților în plămezi la începutul fermentării se limitează formarea de noi produse secundare de fermentație ce conduce la creșterea randamentului în alcool, iar prin întoarcerea lor la distilare se frânează procesul de formare a esterilor, iar unii acizi trec în borhot.

La rafinarea alcoolului brut din cereale în instalații periodice, cantitatea de frunți este de 3,5%, iar în cele continue 2,6% față de alcoolul absolut.

Uleiul de fuzel

Uleiul de fuzel este un produs rezultat de la rafinarea alcoolului brut, format din impurități cu volatilitate mai redusă din care predomină alcoolii superiori: amilic, izoamilic, izobutilic, propilic.

Alături de alcooli superiori, se găsesc cantității mai mici de esteri ai acestora, acizi organici volatili și furfural. Pentru livrare, el trebuie să aibă o puritate de minimum 85%. Se întrebuințează ca dizolvant, ca atare, sau după esterificare cu acizi organici.

În industria alimentară, se utilizează esterii alcoolilor amilic și butilic pentru aromatizarea bomboanelor.

Borhotul din cereale

Borhotul din cereale rezultat de la distilarea plămezilor ferrnentate coține atât substanțe nefermentescibile din materia primă (celuloză, proteine, pectine, grăsimi, acizi nevolatili, substanțe minerale), resturi de amidon, dextrine și uneori chiar maltoză nefermentată, produse secundare nevolatile ale fermentației alcoolice (glicerina, acid lactic) cât și celule de drojdii.

Datorită substanțelor nutritive pe care le conține, în special a substanțelor azotoase asimilabile, borhotul din cereale și cartofi constituie un furaj valoros. Acesta se poate folosi în stare proaspată, îmbogățit în vitamine sau în lactat de amoniu sau sub formă de borhot uscat. El mai poate fi folosit la obținerea preparatelor enzimatice fungice, a drojdiei de panificație și furajere, a unor antibiotice (biomicina), a cleiului de borhot.

Prin prelucrarea fără presiune a cerealelor rezultă un borhot cu o valoare furajeră mai ridicată decât în cazul fierberii sub presiune, la care au loc procese importante de degradare termică a unor substanțe valoroase din borhot.

Astfel, în cazul folosirii procedeului de dispersie, valoarea furajeră a borhotului crește cu circa 45%, iar digestibilitatea substanței organice cu circa 24% față de procedeul de fierbere sub presiune.

Capitolul 3

Implementarea sistemului de management al calității

la obținerea alcoolului din porumb

Avantajele certificării sistemului de management al siguranței alimentului în conformitate cu ISO 22000:

– Recunoașterea oficială a capabilității organizației de a produce/distribui/comercializa alimente sigure pentru consumatori;

– Calificarea ca și furnizor al marilor producători/rețele comerciale;

– Mai bună comunicarea cu autoritățile (ANPC, ANSVSA, DSP);

– Asigurarea conformării la legislația în vigoare;

– O mai bună imagine în piață și avantaj concurențial;

– Motivarea personalului.

Standardul ISO 22000 ia în considerare numai preocupările privind aspecte de siguranța alimentului. Totuși, nu este intenția lui să descurajeze integrarea de către organizație și a aspectelor privind alte elemente ale sistemului de management, cum ar fi calitatea în general și/sau proteția mediului. Organizațiile care doresc să ia în considerare și astfel de aspecte, pot să o facă prin implementarea integrată a ISO 22000 cu ISO 9001 și/sau ISO 14001.

Sisteme de manangement al siguranței alimentului – Cerințe pentru organizațiile din cadrul lanțului alimentar specifică cerințele sistemului de management al siguranței alimentului, care combină următoarele elemente cheie, general recunoscute pentru asigurarea siguranței aliementului de-a lungul lanțului alimentar până la punctul final de consum:

– comunicarea interactivă;

– sistem de management;

– controlul proceselor;

– principii HACCP;

– programe de condiții esențiale.

Recunoscând importanța sistemului HACCP în controlul alimentelor, cea de-a 20-a sesiune a Comisiei Codex Alimentarius ținută la Geneva în perioada 28 iunie – 7 iulie adoptat Ghidul pentru aplicarea sistemului HACCP.

Revizuirea Codului Practic Internațional – Principii Generale ale Igienei Alimentelor, a fost adoptată de către Comisia Codex Alimentarius în timpul celei de-a 22-a sesiuni care s-a a avut loc în iunie 1997.

3.1. Riscuri potențiale în industria alcoolului

3.2. Factori de risc pentru boabele de porumb

3.3. Limite critice pentru fabricarea alcoolului etilic

3.4. Riscuri semnificative și măsuri preventive în procesul de fabricare a alcoolului etilic

3.5. Plan de analiză a riscurilor măsuri preventive de control

3.5. Diagrama de flux – alcool etilic

3.6. Plan de acțiune în PCC

3.7. Elemente care se monitorizează la fabricarea alcoolului etilic

Capitolul 4

Aprecierea calității alcoolului etilic

Calitatea produselor reprezintă ansamblul unei valori de întrebuințare, ce exprimă gradul în care acestea satisfac nevoile sociale, în funcție de parametrii tehnico-economici, estetici, gradul de de utilitate și eficiență economică în exploatare, respectiv în consum (Banu C., 2007).

4.1. Condiții tehnice de calitate

Se referă la spirtul rafinat, obținut prin fermentarea alcoolică a lichidelor zaharoase urmată de distilare și rectificare și folosit în special în sectorul alimentar.

Denumirea comercială: alcool etilic alimentar.

Descrierea produsului: alcool etilic de origine agricolă, obțimnut prin fermentație din materii părime agricole de origine vegetală (cereale).

Utilizare: în industria alimentară pentru prepararea băuturilor alcoolice sau ca aditiv, în industria cosmetică, a medicamentelor etc.

Proprietăți organoleptice

Tabel 4.1.

Proprietăți fizico-chimice (conform Regulamentului CE 110/2008, anexa 1):

Tabel 4.2.

Forma de ambalare: vrac, livrare cu cisterna sau alte recipiente în funcție de cererea clientului.

Condiții de depăozitare: produsul alcool etilic alimentar va fi stocat în rezervoare din inox alimentar sau alte am,balaje avizate sanitar, departe de surse de căldură și de foc, respectând normele de siguranța alimentului și Fișa tehnică de securitate. Se va păstra la temperatura de – 5oC – 30oC.

4.2. Metode de analiză

4.2.1. Pregătirea probei pentru analiză

Generalități

Volumul probei destinate analizei trebuie să fie de 1,5 L, dacă determinarea specifică nu solicită să se preleveze o cantitate mai mare de eșantion.

Pregătirea probei

Este necesar ca înainte de începerea determinărilor proba să se omogenizeze.

Conservare

Proba trebuie să fie păstrată într-un recipient etanș, la aer și umiditate, și conservat în condiții care să permită evitarea tuturor deteriorărilor; în particular, dopurile de plută, de cauciuc și din plastic nu trebuie să fie în contact direct cu alcoolul, iar utilizarea de ceară este în mod expres interzisă.

Reactivi

– Apă

De fiecare dată când se pune problema utilizării apei pentru prepararea unei soluții, pentru diluare sau pentru spălare, se convine să se utilizeze apă distilată sau apă demineralizată având o puritate cel puțin echivalentă.

De fiecare dată când apare problema „disoluției” sau „diluției” fără indicații suplimentare ale reactivului, se înțelege că este vorba despre o soluție apoasă.

– Substanțe chimice

Fără specificații contrare, toate substanțele chimice trebuie să fie de calitatea impusă reactivilor pentru analize.

Aparatură de laborator

– Aparatura necesară este specifică fiecărei determinări.

– Balanța analitică. Prin balanță analitică se înțelege o balanță de precizie cu o sensibilitate de cel puțin 0,1 mg sau superioară.

Exprimarea rezultatelor

Rezultatele menționate în buletinul de analiză reprezintă media a cel puțin două determinări care au fost realizate cu o repetabilitate (factor r) satisfăcătoare.

Calculul rezultatelor

Când nu sunt specificații contrare, rezultatele trebuie să fie calculate în grame pe hectolitru alcool 100% vol.

Numărul de cifre semnificative. Rezultatul nu trebuie să aibă mai multe cifre semnificative decât cel indicat de precizia metodei de analiză.

4.2.2. Metode de analiză

1. Determinarea conținutului în alcool

Definiție

Concentrația alcoolică volumetrică se exprimă în procente de volum și se determină conform dispozițiilor naționale în vigoare, respectiv conform STAS 184/2/A1.

Concentrația alcoolică se determină prin:

– metoda cu picnometrul;

– metoda cu alcoolmetrul.

În caz de litigiu se folosește metoda cu picnometrul.

2. Evaluarea culorii și limpidității

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda permite evaluarea culorii și limpidității alcoolului neutru.

Definiție

Prin culoare și limpiditate se înțelege culoarea și limpiditatea determinate prin metoda specificată.

Principiu

Culoarea și limpiditatea sunt evaluate vizual, prin comparație cu apa pe un fond negru și pe un fond alb.

Aparatură: eprubete incolore, cu o lungime de cel puțin 40 cm.

Mod de lucru

Se așază două eprubete pe un fond alb sau negru și se introduce în una o cantitate de probă corespunzând unei înălțimi în jur de 40 cm; se introduce în altă eprubetă apă până la aceeași înălțime. Se observă proba de sus, pe axa longitudinală a eprubetei, și se compară cu etalonul.

Exprimarea rezultatelor

Se evaluează culoarea și limpiditatea probei în comparație cu etalonul (apa).

3. Determinarea timpului de decolorare a unei soluții de permanganat de potasiu

Obiect și câmp de aplicare

Metoda vizează determinarea timpului în care un alcool neutru poate să decoloreze o soluție de permanganat de potasiu.

Definiție

Timpul de decolorare a unei soluții de permanganat de potasiu, determinat prin metoda specificată, reprezintă numărul de minute necesar astfel încât culoarea probei să fie identică cu cea a etalonului după adăugarea unui mililitru de soluție de permanganat de potasiu de 1 mmol/l la 10 ml eșantion.

Principiu

Se determină timpul necesar pentru ca tenta probei după adăugarea soluției de permanganat de potasiu să fie identică cu cea a etalonului; acest timp se numește timp de decolorare a soluției de permanganat de potasiu.

Reactivi:

– soluție de permanganat de potasiu 1 mmol/l; soluția trebuie să fie preparată în momentul efectuării analizei;

– soluție colorantă A (roșie); se cântăresc cu precizie 59,50 g CoCl2.6H2O; se prepară un amestec compus din 25 ml acid clorhidric (d20=1,19 g/ml) și din 975 ml apă; se introduc cantitatea de clorură de cobalt cântărită și amestecul HCl – apă într-un balon cotat de 1.000 ml; se aduce amestecul până la semn la temperatura de 20°C;

– soluție colorantă B (galbenă); se cântăresc cu precizie 45,00 g FeCl3.6H2O; se prepară un amestec compus din 25 ml acid clorhidric (d20=1,19 g/ml) și din 975 ml apă, apoi se procedează cu cantitatea de clorură ferică în mod identic cu soluția colorantă A;

– etalonul de culoare; se iau cu o pipetă 13 ml soluție colorantă A și 5,5 ml soluție colorantă B și se introduc într-un balon cotat de 100 ml, apoi se aduce la semn cu apă la temperatura de 20°C;

Remarcă: La temperatura de 4°C și în lipsa luminii soluțiile colorante A și B pot să fie conservate mai multe luni; etalonul de culoare trebuie să fie refăcut periodic.

Aparatură:

– tub Nessler de 100 ml din sticlă transparentă incoloră, gradat la 50 ml, cu un dop rodat sau eprubete incolore, cu diametrul în jur de 20 mm;

– pipete de 1, 2, 5, 10 și 50 ml;

– termometru până la 50°C cu gradația de 0,1 sau 0,2;

– balanță pentru analiză;

– baie termostat la 20°C±0,5;

– baloane cotate de 1.000 ml și 100 ml cu dop rodat de sticlă.

Mod de lucru

Se iau cu pipeta 10 ml de probă într-o eprubetă sau 50 ml de probă într-un tub Nessler; se plasează într-o baie termostat la 20°C, adăugându-se 1 sau 5 ml soluție de KMnO4 de 1 mmol/l, în funcție de cantitatea de probă utilizată; se amestecă și se lasă pe baie la 20°C; se notează timpul; se adaugă cu ajutorul unei pipete 10 ml soluție-etalon într-o eprubetă cu diametrul identic sau 50 ml de soluție-etalon într-un tub Nessler; se observă schimbarea tentei probei și se compară din timp în timp cu etalonul de culoare pe un fond alb; dacă culoarea etalonului este identică cu cea a probei, se determină timpul în care s-a scurs până la schimbarea tentei acesteia.

Remarcă: Soluția analizată nu trebuie să fie expusă direct razelor solare cât timp durează determinarea.

Exprimarea rezultatelor

Interpretare. Timpul de decolorare este timpul necesar pentru ca tenta eprubetei conținând proba să devină identică cu cea a eprubetei conținând etalonul. Pentru un alcool neutru această durată trebuie să fie mai mare sau cel puțin egală cu 18 minute la temperatura de 20°C.

Repetabilitatea. Diferența dintre rezultatele a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice nu trebuie să depășească 2 minute.

  Notă

Urmele de dioxid de mangan au un efect catalizant asupra reacției; este necesar ca pipetele și eprubetele utilizate să fie atent curățate și să nu se utilizeze decât în acest scop. Este obligatoriu să se spele cu acid clorhidric și să se clătească bine cu apă; sticla nu trebuie să aibă tenta de culoare brună.

Este necesar să se urmărească calitatea apei utilizate pentru prepararea soluției de permanganat de potasiu; aceasta nu trebuie să decoloreze soluția de permanganat de potasiu. Dacă este imposibil să se obțină calitatea cerută, se fierbe apă distilată și se adaugă o cantitate mică de soluție de permanganat de potasiu, de așa manieră încât să se obțină o foarte ușoară colorație roz; apoi se răcește această soluție pentru a putea fi utilizată la diluție.

Pentru anumite probe decolorarea se poate produce fără să se treacă prin nuanța exactă a soluției de referință.

Determinarea cu permanganat de potasiu poate fi făcută dacă proba de alcool pentru analizat a fost depozitată într-un flacon din sticlă perfect curat, închis cu un dop de sticlă clătit cu alcool sau cu un alt dop înfășurat în staniol.

4. Determinarea conținutului în aldehide

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda constă în determinarea conținutului de aldehide din alcoolul neutru, exprimat în acetaldehidă.

Definiție

Conținutul de aldehide, exprimat în acetaldehidă, este determinat prin medota specificată.

Principiu

Culoarea pe care o capătă proba după reacția cu reactivul Schiff este comparată cu culoarea soluției-etalon având un conținut cunoscut în acetaldehidă.

Reactivi:

– clorhidrat de p-rosanilină (fucsină bazică);

– sulfit de sodiu sau metabisulfit de sodiu, anhidru;

– acid clorhidric (d20 = 1,19 g/ml);

– cărbune activ pudră;

– soluție de amidon, preparată din 1 g amidon solubil și 5 mg Hgl2 (conservat), care se pune în suspensie în puțină apă rece; se amestecă apoi cu 500 ml apă fierbinte (se fierbe apa 5 minute, apoi se filtrează după răcire);

– soluție iodată 0,05 mol/l;

– 1-amino-etanol CH3CH(NH2)OH.

– Prepararea reactivului Schiff. Se dizolvă 5,0 g clorhidrat de p-rosanilină pulbere în aproximativ 1.000 ml apă caldă, într-un balon cotat de 2.000 ml – dacă este cazul; se lasă în repaus pe baie până la dizolvarea completă; 30 g sulfit de sodiu (sau o cantitate echivalentă de metabisulfit de sodiu), anhidru se dizolvă în aproximativ 200 ml apă și se adaugă la soluția răcită de p-rosanilină; se lasă în repaus aproximativ 10 minute, apoi se adaugă 60 ml acid clorhidric (d20 = 1,19 g/ml); după decolorarea soluției (poate să apară o ușoară colorație brună) se adaugă apă până la semn și dacă este necesar se filtrează pe filtru cutat, cu cărbune activ, încât soluția să devină incoloră.

NOTĂ: 

1. Reactivul Schiff trebuie să fie preparat cu cel puțin 14 zile înainte de utilizare.

2. Conținutul în dioxid de sulf liber din reactiv trebuie să se situeze între 2,8 și 6,0 mmol/100 ml, iar pH trebuie să fie 1,0.

– Determinarea conținutului de dioxid de sulf liber. Se introduc cu pipeta 10 ml reactiv Schiff într-un balon Erlenmayer de 250 ml; se adaugă 200 ml apă și 5 ml soluție de amidon; se titrează cu ajutorul unei soluții de iod 0,05 mol/l până când virează culoarea; dacă conținutul în dioxid de sulf liber nu este cuprins între limitele indicate, se pot întâmpla următoarele:

a) fie se mărește la o valoare acceptabilă prin adăugarea unei cantități adecvate de metabisulfit de sodiu (0,126 g Na2SO3/100 ml) de reactiv pe mmol dioxidul de sulf care lipsește;

b) fie se coboară valoarea prin barbotare de aer în reactiv.

– Calculul dioxidului de sulf liber în reactiv: mmol de SO2 liber/100 ml reactiv = ml soluție de iod consumată (0,05 mol/l) x 3,2 x 100/64 x 10 = ml soluție de iod consumată (0,05 mol/l)/2.

NOTĂ: În cazul în care există altă modalitate de preparare a reactivului Schiff, trebuie reținut că este necesară verificarea sensibilității reactivului; aceasta trebuie să fie aceeași dacă încercările:

a) nu dau nici o colorație cu alcoolul, dovadă că aldehidele lipsesc;

b) colorația roz trebuie să fie perceptibilă plecându-se de la 0,1 g acetaldehidă/hl alcool 100% vol.

– Purificarea 1-amino-etanol din comerț – se dizolvă complet 5 g de 1-amino-etanol în aproximativ 15 ml alcool absolut; se adaugă aproximativ 50 ml eter dietilic anhidru (precipitat de 1-amino-etanol); se răcește în frigider timp de mai multe ore; se filtrează cristalele și se clătește cu eter dietilic anhidru; se usucă timp de 3-4 ore în exsicator sub vid în prezența acidului sulfuric.

NOTĂ: 

1-amino-etanol purificat trebuie să fie alb; în situația în care nu este, trebuie să se repete cristalizarea.

Aparatură:

– tub colorimetric, închis cu un dop de sticlă rodat;

– pipete de 1, 2, 3, 4, 5 și 10 ml;

– baie termostat reglabilă la 20 ± 0,5°C;

– spectrofotometru de absorbție echipat cu cuve cu grosimea stratului optic de 50 mm.

Mod de lucru:

Remarcă: Dacă se determină conținutul în aldehide după această metodă, trebuie să se verifice ca proba să aibă concentrația de minimum 90,0% vol. În situația în care proba nu are această concentrație, conținutul în alcool se va ridica prin adaosul unei cantități adecvate de alcool etilic lipsit de aldehide.

Curba de etalonare

Se cântăresc cu precizie, la balanța analitică, 1,3860 g de 1-amino-etanol anhidru purificat; se introduce alcoolul lipsit de aldehide într-un balon cotat de 1.000 ml și se aduce la semn la temperatura de 20°C; soluția conține 1% acetaldehidă/litru; se prepară o serie de diluții în două etape în așa fel încât să se obțină 10 soluții-etalon cu un conținut de 0,1 până la 1,0 mg acet-aldehidă la 100 ml soluție; cu ajutorul acestor soluții-etalon se determină conform pct. 4.6.3 valoarea de absorbție și se stabilește o diagramă.

Determinarea conținutului în aldehide

Cu o pipetă se introduc 5 ml de probă într-un tub colorimetric; se adaugă 5 ml apă; se omogenizează și se menține la temperatura constantă de 20°C; în paralel se prepară o probă-martor din 5 ml alcool etilic cu concentrația 96% vol. lipsit de aldehide, se adaugă 5 ml apă, se omogenizează și se menține la temperatura constantă de 20°C; se adaugă câte 5 ml de reactiv Schiff în tuburile colorimetrice, care se închid cu un dop de sticlă rodat și bine securizat și se mențin pe baie la 20°C timp de 20 de minute; se varsă conținutul în cuvă și se determină valoarea de absorbție la lungimea de undă de 546 nm.

NOTĂ: 

1. Pentru determinarea valorii aldehidelor este necesar să se verifice, la fiecare analiză, validitatea curbei de etalonare în comparație cu soluțiile de referință, dacă nu, este necesar să se refacă curba de etalonare.

2. Este necesar ca proba-martor să fie incoloră în fiecare caz.

Exprimarea rezultatelor

Formule și metode de calcul. Se construiește un grafic reprezentând variațiile densității optice, în funcție de conținutul în acetaldehidă, și se determină pe acest grafic conținutul în acetaldehide al eșantionului. Conținutul în acetaldehidă, exprimat în grame acetaldehidă la hectolitru alcool 100% vol., este dat de formula:

100 x A/T,

în care:

A = conținutul, exprimat în g/hl, de acetaldehidă al probei, valoare determinată prin raportare la curba de etalonare;

T = concentrația alcoolică volumetrică a probei.

Repetabilitatea

Diferența dintre rezultatele a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice nu trebuie să depășească 0,1 g aldehide la hectolitru alcool 100% vol.

5. Determinarea conținutului de alcooluri superioare

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda vizează determinarea conținutului de alcooluri superioare din alcoolul etilic neutru, exprimat în metil-2-propanol-1.

Definiție

Conținutul de alcooluri superioare, exprimat în metil-2-propanol-1, este determinat prin metoda specificată.

 Principiu

Se determină la lungimea de undă de 560 nm, cu o corecție în cazul prezenței aldehidelor în eșantion, absorbțiile complecșilor colorați rezultați din reacția alcoolurilor superioare cu o aldehidă aromatică în acid sulfuric diluat la cald (reacția Komarowsky) și compararea cu o colorație obținută prin reacția cu metil-2-propanol-1 în aceleași condiții.

Reactivi:

– soluție de aldehidă salicilică 1% m/m preparată prin adăugarea de 1 g de aldehidă salicilică în 99 g alcool etilic cu concentrația de 96% vol. (lipsit de ulei de fuzel);

– acid sulfuric concentrat (d20 = 1,84 g/ml);

– metil-2-propanol-1;

– soluții-etalon de metil-2-propanol-1. Se diluează metil-2-propanol-1 într-o soluție apoasă de alcool etilic cu concentrația de 96% vol. pentru a obține o serie de soluții-etalon conținând 0,1; 0,2; 0,4; 0,6 și 1,0 g metil-2-propanol-1 la hl soluție;

– soluție-etalon de acetaldehidă. Soluția-etalon de acetaldehidă se prepară după cum urmează: se cântăresc cu precizie cu balanța 1,3860 g de 1-amino-alcool etilic anhidru purificat; se introduce alcoolul fără aldehide într-un balon cotat de 1.000 ml și se umple până la semn la temperatura de 20°C; soluția conține 1% acetaldehide la litru; se prepară o serie de diluții în două etape în așa fel încât să se obțină 10 soluții-etalon cu un conținut de 0,1 până la 1,0 mg acetaldehide la 100 ml soluție; cu ajutorul acestor soluții-etalon se determină valoarea de absorbție și se stabilește o diagramă;

– alcool etilic cu concentrația de 96% vol., lipsit de alcooluri superioare și de aldehide.

Aparatură:

– spectrofotometru UV-VIS care permite determinarea absorbției soluției la lungimea de undă de 560 nm;

– cuve spectrofotometrice cu grosimea stratului optic de 10, 20 și 50 mm;

– baie termostat reglabilă la 20±0,5°C;

– eprubete pentru colorimetrie (pyrex sau similar) din sticlă cu fața laterală compactă, echipate cu dop rodat, cu capacitatea de aproximativ 50 ml.

Mod de lucru

Conținutul în aldehide

Determinarea conținutului în aldehide al probei, exprimat în acetaldehide, se face conform metodei de analiză nr. 4.

Curba de etalonare: metil-2-propanol-1. Se introduc cu pipeta 10 ml din fiecare dintre soluțiile-etalon de metil-2-propanol-1 și se introduc în eprubetele de 50 ml echipate fiecare cu un dop rodat. Se introduce cu pipeta câte 1 ml soluție de aldehidă salicilică în eprubete; se adaugă 20 ml de acid sulfuric. Se omogenizează conținutul eprubetelor prin răsturnare și se ridică cu grijă dopul din când în când. Se lasă la temperatura camerei timp de 10 minute, apoi se pune pe baie la 20±0,5°C. După 20 de minute se pune conținutul din eprubete în cuvele spectro-fotometrice. După exact 30 de minute se adaugă acidul sulfuric și se determină absorbția soluțiilor la lungimea de undă de 560 nm, utilizându-se apa din cuva de referință a spectrofotometrului. Se pun apoi într-un grafic valorile de absorbție, în funcție de concentrația în metil-2-propanol-1.

Curba de etalonare: aldehide. Se repetă operațiile de la punctul anterior, înlocuind cei 10 ml din fiecare soluție de referință de metil-2-propanol-1 cu 10 ml de soluție de referință de acetaldehidă. Se pun apoi într-un grafic valorile de absorbție la lungimea de undă de 560 nm, în funcție de concentrația în acetaldehidă.

Determinarea probei

Se repetă operațiile descrise la pct. 5.6.2, înlocuind cei 10 ml soluție de referință de metil-2-propanol-1 cu 10 ml probă. Se determină valoarea de absorbție a probei.

Exprimarea rezultatelor

Formule și metode de calcul

Se corectează valoarea de absorbție a probei, scăzând valoarea de absorbție corespunzătoare conținutului în aldehide al probei (determinată plecând de la curba de etalonare).

Se determină conținutul în alcooluri superioare, exprimat în metil-2-propanol-1, al probei cu ajutorul curbei de etalonare, însă utilizând valoarea corectată.

Conținutul în alcooluri superioare, exprimat în grame de metil-2-propanol-1 la hl alcool cu concentrația de 100% vol., este dat de formula următoare:

A x 100/T, în care:

A = conținutul probei în alcooluri superioare;

T = concentrația alcoolică volumetrică a probei.

Repetabilitatea

Diferența dintre rezultatele a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice nu trebuie să depășească 0,2 g la hl alcool 100% vol.

6. Determinarea acidității totale

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda permite determinarea acidității totale, exprimată în acid acetic, a alcoolului neutru.

Definiție

Aciditatea totală, exprimată în acid acetic, este determinată prin metoda specificată.

Principiu

După degazeificare, proba este titrată cu o soluție-etalon de hidroxid de sodiu, iar aciditatea este exprimată în acid acetic.

Reactivi:

– soluție de hidroxid de sodiu 0,01 mol/l și 0,1 mol/l conservată în condiții care să permită reducerea la minimum a contactului cu dioxidul de carbon;

– soluție de indigo carmin (A); se cântăresc 2 g de indigo carmin, se dizolvă în 40 ml apă și se completează până la 100 g cu alcool etilic;

– soluție de roșu de fenol (B); se cântăresc 2 g de roșu de fenol, se dizolvă în 6 ml hidroxid de sodiu 0,1 mol/l și se adaugă apă până la semn într-un balon cotat de 100 ml.

Aparatură:

– biurete sau aparate de titrat;

– pipete de 100 ml;

– balon rotund de 250 ml cu dop rodat;

– refrigerent ascendent.

Mod de lucru

Se introduc cu pipeta 100 ml probă într-un balon rotund de 250 ml; se adaugă piatră ponce pentru a ușura fierberea și se aduce rapid la fierbere la reflux. Se adaugă în soluția caldă o picătură din fiecare dintre soluțiile indicatoare A și B. Se titrează cu hidroxid de sodiu 0,01 mol/l până virează culoarea verde-galben în violet.

 Exprimarea rezultatelor

Formule și metoda de calcul

Aciditatea totală, exprimată în grame de acid acetic la hl alcool etilic 100% vol., este dată de formula:

V x 60/T, în care:

V = numărul de ml de soluție de hidroxid de sodiu de 0,01 mol/l necesari pentru neutralizare;

T = concentrația alcoolică volumetrică a probei.

Repetabilitatea

Diferența dintre rezultatele a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice nu trebuie să depășească 0,1 g la hl alcool 100% vol.

7. Determinarea conținutului în esteri

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda constă în determinarea conținutului de esteri din alcoolul neutru, exprimat în acetat de etil.

Definiție

Conținutul în esteri se determină prin metoda specificată și este exprimat în acetat de etil.

Principiu

În prezența clorurii de hidroxilamină în soluție alcalină, esterii reacționează cantitativ pentru a forma acizi hidroxamici; în prezența ionilor ferici în soluție acidă aceștia formează complecși colorați. Se măsoară absorbanta acestor complecși la lungimea de undă de 525 nm.

Reactivi:

– acid clorhidric, soluție 4 mol/l;

– soluție de clorură ferică 0,37 mol/l, preparată în soluție de acid clorhidric 1 mol/l;

– soluție de clorură de hidroxilamină 2 mol/l, păstrată la rece (în frigider);

– soluție de hidroxid de sodiu 3,5 mol/l;

– soluții-etalon de acetat de etil conținând, respectiv: 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 g acetat de etil la litru de alcool 96,0% vol. lipsit de esteri.

Aparatură:

– spectrofotometru de absorbție echipat cu cuve cu grosimea stratului optic de 50 mm grosime.

Mod de lucru

Curba de etalonare

Se cântărește cu precizie pe o balanță analitică 1 g acetat de etil și se pune într-un balon cotat de 1.000 ml împreună cu alcool etilic lipsit de esteri; se umple până la semn la o temperatură de 20°C; se prepară apoi o serie de soluții, în două etape, de așa manieră încât să se obțină 20 de soluții-etalon cu un conținut de 0,1 până la 2,0 mg acetat de etil la 100 ml soluție. Cu ajutorul acestor soluții se determină valoarea extincției în conformitate cu pct. 7.6.2 și se stabilește o diagramă.

Determinarea conținutului în esteri

Se introduc cu pipeta 10 ml probă în eprubeta închisă cu un dop rodat; se adaugă 2 ml soluție de hidroxilamină; în paralel, se prepară o probă-martor din 10 ml etanol 96% vol. lipsit de esteri și 2,0 ml soluție de clorură de hidroxilamină; se adaugă de fiecare dată câte 2,0 ml de soluție de hidroxid de sodiu și se închide eprubeta cu dopul rodat; se pune pe baia termostat la temperatura de 20°C timp de 15 minute; se adaugă apoi câte 2,0 ml de acid clorhidric și câte 2 ml soluție ferică în fiecare eprubetă, se agită repede și se pune conținutul în cuve; se determină valoarea extincției la lungimea de undă de 525 nm.

Exprimarea rezultatelor

Formule și metode de calcul. Se pun pe un grafic valorile densității optice ale soluțiilor-etalon, în funcție de concentrație. Conținutul în esteri corespunzător valorii extincției (exprimat în acetat de etil = A) este relevat pe grafic și este dat de formula:

A x 100/T și este exprimat în g/hl alcool 100% vol., în care:

T = concentrația alcoolică volumetrică a probei.

Repetabilitatea

Diferența dintre rezultatele a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice nu trebuie să depășească 0,1 g esteri la hl alcool 100% vol., exprimat în acetat de etil.

8. Determinarea conținutului în baze azotate volatile

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda constă în determinarea conținutului în baze azotate volatile al alcoolurilor neutre, exprimat în azot.

Definiție

Conținutul în baze azotate volatile este conținutul exprimat în azot, determinat prin metoda specificată.

Principiul metodei

Se evaporă proba până la obținerea unui volum scăzut în prezența acidului sulfuric și apoi se determină conținutul în amoniac prin metoda microdifuziei a lui Conway.

Reactivi:

– acid sulfuric, 1 mol/l;

– soluția indicatoare de acid boric. Se dizolvă 10 g acid boric, 8 mg verde de bromcresol și 4 mg metil în propanol-2 cu concentrația de 30% vol. și se adaugă până la 1.000 ml propanol-2 cu concentrația de 30% vol.;

– soluție de hidroxid de potasiu 500 g/l, fără anhidridă carbonică;

– acid clorhidric cu concentrația de 0,02 mol/l;

Aparatură:

– capsulă de evaporare de capacitate suficientă pentru a putea conține 50 ml de probă;

– baie de apă;

– vas Conway dotat cu capac, cu închidere ermetică și cu dimensiunile din fig. 1;

– microbiuretă de 2-5 ml, gradată în 0,01 ml.

Mod de lucru

Se introduc cu ajutorul unei pipete 50 ml de probă (în cazul în care se prevede un conținut în azot inferior limitei de 0,2 g/hl de probă, se va introduce o cantitate de 200 ml de probă) într-o capsulă de sticlă, se adaugă 1 ml de acid sulfuric 1 mol/l, se plasează capsula pe baie și se evaporă până la obținerea unui reziduu de circa 1 ml.

Se introduce cu ajutorul unei pipete 1 ml soluție indicatoare de acid boric în vasul intern al reactorului Conway și se clătește reziduul lichid obținut prin evaporare în vasul extern. Se înclină ușor reactorul Conway și se adaugă 1 ml soluție de hidroxid de potasiu în vasul extern, cât mai rapid posibil, dar și cât mai departe posibil de lichidul din acest vas extern. Se închide imediat vasul Conway cu ajutorul unui capac ermetic, gresat.

Se amestecă cele două soluții în vasul extern, având grijă să nu se verse lichidul dintr-un vas în altul. Se lasă în repaus timp de 2 ore.

Titrarea amoniacului în vasul intern cu ajutorul unei soluții de acid clorhidric 0,02 mol/l folosind o microbiuretă pentru neutralizare. Volumul de acid utilizat ar trebui să fie cuprins între 0,2 și 0,9 ml. (V1 este volumul de acid utilizat, exprimat în ml.)

Se efectuează un dozaj cu proba-martor repetând operațiunile descrise anterior, dar înlocuind cei 50 ml de eșantion, prin același volum de apă. (V2 este volumul de acid clorhidric utilizat, exprimat în ml.)

Exprimarea rezultatelor

Formule și metode de calcul. Conținutul în baze azotate volatile, exprimat în grame de azot/hl alcool 100% vol., este dat de formula:

(V1 – V2) x 2.800/E x T, în care:

V1 = volumul în ml de acid clorhidric necesar pentru neutralizarea probei;

V2 = volumul în ml de acid clorhidric utilizat în proba-martor;

T = concentrația alcoolică volumetrică a probei;

E = volumul probei utilizate, în ml.

Repetabilitatea

Diferența dintre rezultatele a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același analist, pe aceeași probă, în condiții identice nu trebuie să depășească 0,05 g la hl alcool 100% vol.

9. Determinarea conținutului de alcool metilic

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda constă în determinarea conținutului de alcool metilic în alcoolul neutru.

Definiție

Conținutul în alcool metilic este conținutul care este determinat prin metoda specificată.

Principiul metodei

Concentrația în alcool metilic este determinată prin injecția directă a probei într-un cromatograf în faza gazoasă.

Mod de lucru

Este bună orice metodă de cromatografie gazoasă, cu condiția ca coloana de cromatografie în faza gazoasă să permită, în condițiile operatorii adoptate, o separare netă a diverșilor compuși: alcool metilic, acetaldehidă, alcool etilic și acetat de etil. Limita de detectare a alcoolului metilic în alcool etilic trebuie să fie mai mică de 2 g/hl.

Repetabilitatea

Diferența dintre două rezultate a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice nu trebuie să depășească 2 g de alcool metilic la hl alcool 100% vol.

10. Determinarea extractului sec

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda constă în determinarea conținutului în reziduu sec al alcoolurilor neutre.

Definiție

Conținutul în extract sec este dat de conținutul de materie uscată, determinat de metoda specificată.

Principiu

O fracțiune de probă este uscată la 103°C și se va determina concentrația în reziduu prin metoda gravimetrică.

Aparatură:

– baie de apă, la fierbere:

– capsulă de evaporare de o capacitate suficientă;

– exsicator, conținând gel de siliciu proaspăt activat (sau un exsicator echivalent) prevăzut cu un indicator în grade higrometrice;

– balanță analitică;

– etuvă, în care temperatura este reglată la 103±2°C.

Mod de operare

Se cântărește cu atenție, la o zecime de mg, o capsulă de evaporare curată și uscată (M0); se introduce cu pipeta, eventual de mai multe ori, un volum convenabil de probă în capsulă (între 100 și 250 ml) (V0 ml); se așază capsula conținând proba în baie de apă adusă la fierbere, lăsând să se evapore; se așază în etuvă, reglată la 103±2°C, timp de 30 de minute, apoi se așază capsula conținând reziduul (M1) în exsicator; se lasă să se răcească capsula timp de 30 de minute, apoi se cântărește capsula conținând reziduul (M1) la o zecime de mg.

Exprimarea rezultatelor

Formule și metode de calcul

Conținutul în reziduu sec, exprimat în g/hl alcool 100% vol., este dat de formula:

(M2 – M0) x 107/V0 x T, în care:

M0 = masa, exprimată în g, din capsula curată și uscată;

M1 = masa, exprimată în g, din capsula conținând reziduul după uscare;

V0 = volumul eșantionului supus uscării;

T = concentrația alcoolică volumetrică a probei.

Repetabilitatea

Diferența dintre rezultatele a două determinări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice, nu trebuie să depășească 0,5 g la hl alcool 100% vol.

11. Identificarea prezenței furfuralului

Obiect și domeniu de aplicare

Metoda vizează detectarea prezenței furfuralului în alcoolul neutru.

Definiție

Concentrația limită de furfural detectabil este valoarea determinată prin metoda specificată.

Principiu

Eșantionul de alcool este amestecat cu anilină și acid acetic glacial. Apariția unei colorații „roz somon” în 20 de minute după amestec indică prezența furfuralului.

Reactivi:

– anilină proaspăt distilată;

– acid acetic glacial.

Aparatură: eprubete prevăzute cu dopuri rodate din sticlă.

Mod de lucru

Într-o eprubetă se introduc cu pipeta 10 ml de probă, se adaugă 0,5 ml anilină și 2 ml acid acetic glacial; se agită eprubeta până la amestecul reactivilor.

Exprimarea rezultatelor

Interpretarea analizei. Dacă apare o culoare "roz somon" în mai puțin de 20 de minute, analiza este considerată ca pozitivă și eșantionul conține furfural.

Repetabilitatea. Rezultatele a două încercări efectuate simultan sau în succesiune rapidă de către același operator, pe aceeași probă, în condiții identice trebuie să fie identice.

12. Testarea absorbției în lumina ultravioletă

Obiect și domeniu de aplicare

Această metodă permite determinarea permeabilității optice a alcoolului neutru.

Principiu

Permeabilitatea optică a probei în domeniul lungimii de undă de la 220 la 270 va fi măsurată prin raportarea la o substanță de referință definită și care posedă o mare permeabilitate optică.

Aparatură:

– spectrofotometru UV-VIS;

– cuvă de cuarț de 10 mm grosime, cu transmisie spectrală identică.

Reactivi: n-hexan pentru spectroscopie.

Mod de lucru

Se clătesc în prealabil cuvele curate cu o soluție de probă; se umplu cu probă și se usucă cuva la exterior; se tratează cuva de referință (n) cu n-hexan în același fel, apoi se umple; se determină valoarea de extincție și se alcătuiește un grafic.

Exprimarea rezultatelor

Valorile de extincție citite la 270, 240, 230 și 220 mm nu trebuie să depășească următoarele valori: 0,02; 0,08; 0,18 și 0,3. Curba de extincție trebuie să aibă o alură netedă și regulată.

13. Determinarea conținutului de C-14 în alcoolul etilic

Procedura care va fi urmată pentru determinarea naturii alcoolului. Determinarea conținutului de C-14 în alcoolul etilic permite să se facă distincția între alcoolul pe bază de materii prime fosile (numit alcool de sinteză) și alcoolul pe bază de materii prime agricole (numit alcool de fermentație).

Definiție

Prin conținut de C-14 al alcoolului etilic se înțelege conținutul în C-14 determinat prin metoda specificată. Conținutul natural al atmosferei în C-14 (valoare de referință), care este asimilată de către plantele vii, nu este o valoare constantă. În consecință, valoarea de referință, numită valoarea anuală de referință, este determinată în fiecare an prin analize colaborative organizate de Biroul comunitar de referință și Centrul comun de cercetare Ispra.

Principiu

Conținutul în C-14 este determinat direct prin numărarea la scintilație lichidă a probelor conținând alcool de cel puțin 85% în procente de masă de alcool etilic.

Reactivi:

– scintilator cu toluen 5,0 g 2,5-difeniloxazol (PPO) 0,5 g p-bis [4-metil-5-feniloxazol (2)]-benzen (dimetil-POPOP) într-un litru de toluen p.a. Scintilatoarele cu toluen cu această compoziție, disponibile în comerț, pot fi, de asemenea, folosite;

– etalon C-14. C-14 n-hexadecan cu o activitate de circa 1×106 dpm/g (circa 1,67×106 cBq/g) și o precizie garantată a activității determinată de ± 2% rel.;

– etanol fără conținut de C-14. Alcool de sinteză pe bază de materii prime de origine fosilă cu cel puțin 85% m/m alcool etilic pentru a determina efectul nul;

– alcool pe bază de materii prime agricole provenind de fiecare dată de la ultima perioadă de creștere cu cel puțin 85% m/m alcool etilic, ca soluție de referință.

Aparatură:

– spectrometrul cu scintilație lichidă, cu mai multe canale, cu calculator și standardizare externă automatică și indicarea condițiilor de canal standard extern (construcție obișnuită: trei canale cu capacitatea măsurată și două canale standard externe);

– flacoane gradate sărace în potasiu, adaptate la aparatură, prevăzute cu dopuri cu filet de culoare închisă care prezintă o protecție interioară de polietilenă;

– pipete volumetrice de 10 ml;

– dozator automat de 10 ml;

– balon rotund de 250 ml;

– aparat de distilare cu manta, de exemplu de tip Micko;

– injector microlitru 50 μl;

– pâlnie de picnometru, picnometre de 25 și de 50 ml;

– termostat, cu o variație de ±0,01°C;

– tabele alcoolmetrice.

Mod de lucru

Reglarea aparaturii. Reglarea aparaturii se va face conform indicațiilor fabricantului. Condițiile de măsurare vor fi optime atunci când valoarea E2/B, numită și factor de merit, este maximă.

E = eficiență (randament), B = fundal (zgomot de fundal). Doar două canale de măsură vor fi optimizate; al treilea canal de măsură va rămâne deschis în totalitate pentru a permite controlul.

Selecția flacoanelor de etalonare. Mai multe flacoane de etalonare decât cele cerute ulterior vor fi umplute fiecare cu 10 ml alcool de sinteză lipsit de C-14 și de 10 ml de scintilator cu toluen și se măsoară cel puțin timp de 4×100 minute. Flacoanele care au zgomot de fond cu o abatere mai mare de ± 1% rel. din valoarea minimă vor fi îndepărtate. Pentru selecție, doar flacoanele de etalonare noi provenind din același lot vor fi utilizate.

Determinarea raportului canal standard extern (RCSE). Concomitent cu reglarea canalului, se va determina, în timpul calculului coeficientului de eficacitate cu ajutorul programului de calcul corespondent, raportul canal standard extern (RCSE). Pentru starea externă este de preferat utilizarea cesiumului 137 care este deja integrat solid de fabricant.

Prepararea probei. Pentru măsurare se va face apel la probe care prezintă cel puțin un conținut de alcool de 85% în masă, fără impurități, și care prezintă o absorbantă inferioară la 450 nm. Reziduul scăzut de aldehidă și de esteri nu are efect disturbator. După înlăturarea primilor mililitri de distilat, distilarea se face direct în picnometru, apoi conținutul de alcool este măsurat cu ajutorul picnometrului. Valorile care vor fi determinate vor fi preluate din tabelele alcoolmetrice.

Măsurarea eșantioanelor cu standard extern

Eșantioanele cu absorbantă scăzută, ca cele descrise la pct. 13.6.4, cu o valoare a RCSE (raportul canal standard extern) de circa 1,8, pot fi măsurate și constituie o măsură indirectă pentru coeficientul de eficacitate.

Mod de lucru

Se introduc de fiecare dată, cu ajutorul unei pipete, într-un flacon de măsurat, controlat pentru zgomot de fond, 10 ml de probă pregătită conform pct. 13.6.4, apoi se adaugă câte 10 ml scintilator cu toluen cu ajutorul unui dozator automat. Probele sunt omogenizate în flaconul de etalonare prin mișcări de rotație, având grijă ca lichidul să nu înmoaie protecția internă de polietilenă a dopului filetat. Pentru determinarea zgomotului de fundal se va prepara în aceeași manieră un flacon de etalonare cu alcool de sinteză fără C-14. Pentru a verifica valoarea anuală a C-14, se va prepara un alcool de origine agricolă provenind din ultima perioadă de creștere, în amestec cu un flacon contor cu un standard intern. Probele de control și probele pentru zgomot de fond vor fi plasate la începutul seriei de măsurători. Seria de măsurători nu trebuie să cuprindă mai mult de 10 eșantioane de analiză. Durata totală a măsurătorilor pe eșantion este de 2×100 minute minimum, măsurătorile de probe individuale fiind efectuate pe etape parțiale de 100 de minute fiecare, putându-se astfel identifica o eventuală derivare sau altă perturbare. (Un ciclu cuprinde astfel, de fiecare dată, pe probă, un interval de 100 de minute). Probele pentru zgomot de fond sau probele de control trebuie să fie reînnoite după 4 săptămâni. Această procedură de măsură nu necesită decât puțin material și timp. Ea este de preferat în laboratoarele experimentale care tratează un număr mare de probe. Pentru probele cu absorbantă scăzută (raport canal standard extern de circa 1,8) randamentul nu este decât în mică măsură influențat de modificarea acestei valori. Dacă această modificare nu depășește ±5% rel., calculul se poate face cu același randament. Pentru probele cu absorbție mare, ca de exemplu pentru alcoolurile denaturate, randamentul poate fi calculat prin curba numită corectoare de absorbantă; dacă nu se dispune de un program potrivit de calcul, se va măsura cu un standard intern, ceea ce determină în mod clar randamentul.

Măsurarea probelor cu standard extern hexadecan C-14

Mod de operare. Probele de control și probele pentru zgomot de fond (alcool etilic de fermentație și alcool etilic de sinteză), precum și proba de analizat vor fi fiecare calculate dublu. O probă dublă va fi preparată într-un flacon la care se va adăuga o cantitate bine dozată (30 ml) de hexadecan C-14 ca standard intern (activitate suplimentară de circa 26.269 dpm/g C (circa 43.782 cBq/gC). Pentru prepararea altor probe și timpi de măsură, este de preferat să se procedeze ca la pct. 13.7.2, probele cu standard intern având un timp de măsură limitat de circa 5 minute pe un prereglaj de 105 impulsuri. Pentru seria de măsurători (10 probe) se va prepara de fiecare dată un dublu pentru probele de control și pentru zgomot de fond, care vor fi așezate la începutul seriei de analiză.

Utilizarea standardului intern și a flacoanelor de etalonaj. Pentru utilizarea standardului intern și a flacoanelor de etalonaj pentru măsurătorile cu un standard intern, va trebui, pentru a se evita contaminările, ca stocarea și manipularea acestor standarde să se facă în alt loc decât prepararea și măsurarea probelor de analiză. După măsurare, flacoanele controlate pentru zgomot de fond vor putea fi reutilizate. Dopurile filetate și flacoanele conținând standarde interne vor fi aruncate.

Evaluarea rezultatelor

Unitatea activității unei substanțe radioactive este Becquerel.

1 Bq = 1 dezintegrare/sec. Indicarea radioactivității specifice se face în Becquerel, raportându-se la 1 gr de carbon = Bq/gC. Pentru a obține valori apropiate de realitate, este de preferat să se indice rezultatul în centi-Becquerel: cBq/gC. Specificațiile și formulele de calcul indicate în publicații și care sunt bazate pe valori stabilite de dpm pot fi păstrate pentru moment. Această valoare corespunzătoare în centi-Becquerel se obține multiplicând rezultatul dpm cu factorul 100/60.

Evaluarea cu un standard extern:

cBq/gC = [cpm(pr) – cpm(NE)] x 1,918 x 100/VxFxZx60

Evaluarea cu un standard intern:

cBq/Gc = [cpm(pr) – cpm(NE)] x dpmlS x 1,918 x 100/[cpmlS – cpm(pr)]xVxFx60

Abrevieri:

cpm(pr) = media procentului de numărare a eșantioanelor calculate pe parcursul întregii durate a măsurătorilor;

cpm(NE) = media procentului de numărare a zgomotului de fond calculat în aceeași manieră;

cpmlS = procentul de numărare a eșantioanelor, prevăzut cu un standard intern;

dpmlS = cantitatea standardului intern adăugată (radio-activitate etalonată dpm);

V = volumul eșantioanelor utilizate, în ml;

F = conținutul în grame de alcool pur/ml, în funcție de concentrația sa;

Z = coeficientul de eficacitate (randament) în funcție de valoarea raportului canal standard extern;

1,918 = grame de alcool/1 g de carbon.

Fiabilitatea metodei

Repetabilitatea (r) r = 0,632 cBq/gC; s(r) = ±0,223 cBq/gC

Reproductibilitatea (R) R = 0,821 cBq/gC; s(R) = ±0,290 cBq/Gc.

Capitolul 5

Calculul costurilor de producție

și a indicatorilor de eficiență economică

5.1. Stabilirea necesarului de investiții

A. Valoarea utilajelor care necesită montaj

Tabel 5.1.

Cheltuieli de transport (3,5% din total valoare utilaj) reprezintă:

3,5%1.683.770 = 58.932 lei

Cheltuieli de montaj (9% din total valoare utilaj) reprezintă:

9%1.683770 = 151.539 lei

TOTAL CHELTUIELI = 1.894.241 lei

B. Valoarea utilajelor care nu necesită montaj

Tabel 5.2.

Cheltuieli de transport (3,5% din total valoare utilaj) reprezintă:

3,5%156.821 = 5.488 lei

TOTAL CHELTUIELI = 162.309 lei

C. Valoarea clădirii

Tabel 5.3.

Având în vedere că pentru construirea a 1 m2 de clădire se cheltuiesc aproximativ

1269 lei, atunci valoarea clădirii va fi:

57421.269 = 7.286.598 lei

D. Fondul de investiții

Tabel 5.4.

E. Cota de amortizare utilaje:

Se ia în considerare un termen de amortizare a cheltuielilor cu utilaje pe 7 ani:

Can = 1.683.770/7

Can = 240.538 lei

F. Cota de amortizare a clădirii:

Se ia în considerare un termen de amortizare a cheltuielilor pe 5 ani:

Can = 7.286.598/5

Can = 1.457.320 lei

TOTAL CHELTUIELI DE AMORTIZARE = 1.697.858 lei

5.2. Stabilirea necesarului anual de materii prime, materiale și utilități

5.2.1. Necesarul de materii prime

Tabel 5.5.

5.2.2. Necesarul de materiale și ambalaje

Tabel 5.6.

5.2.3.Necesarul de utilități

Tabel 5.7.

5.3. Planul necesarului de forță de muncă și al fondului de salarizare pentru personalul direct și indirect producător

5.3.1. Balanța timpului de lucru pentru un muncitor direct productiv

Tabel 5.8.

5.3.2. Stabilirea personalului si a fondului de salarii

Tabel 5.9.

Determinare CAS (33% din fondul de salarii):

1.393.200 = 459.756 lei

Determinarea fondului de protecție socială (3% din fondul de salarii):

1.393.200 = 41.796 lei

Determinarea fondului de risc și accidente (0,5% din fondul de salarii):

1.393.200 = 6.966 lei

Determinarea fondului pentru Casa de Asigurări Sociale de sănătate (7% din fondul de salarii):

1.393.20097.524 lei

5.4. Programul de producție

Programul de producție = 10000 L/24h

Zile calendaristice = 365

Zile lucrătoare = 256

Zile repaos, sărbători legale = 109

Programul de producție anual = 10000256 = 2560000 L/an

5.5. Cheltuieli generale ale secției

Tabel 5.10.

5.6. Calculul costului unitar al produsului finit

Tabel 5.11.

Ținând cont că produsul finit se prezintă sub formă de sticle de 1 litru, iar producția anuală este de 2.560.000 litri, atunci prețul de livrare per bucată se calculează astfel:

138244155= 54,0 lei/sticla de alcool etilic rafinat 96˚.

Concluzii

Lucrarea „Studiu privind obținerea alcoolului” a fost structurată pe cinci capitole, fiecare tratând probleme legate atât de importanța obținerii acestuia, tehnologiile de fabricație, asigurarea calității și calcule legate de costurile de producție și eficiența economică.

Alcoolul etilic se produce pe plan mondial, în cea mai mare parte, prin fermentarea lichidelor care conțin zahăr, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic obținut pe cale biotehnologică mai poartă denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel d ealcoolul etilic de sinteză.

Produsul finit obținut din fabricile de alcool poartă denumirea de alcool etilic rafinat.

Capitolul întâi acordă atenție necesității tehnico-economice, impactului ecologic și nu în ultimul rând consumul de alcool, atât pe plan mondial, cât și național, precum și statistici legate de consumul acestuia și consecințele asupra sănătății potențialilor consumatori.

Tehnologia de obținere a alcolului din cereale amidonoase, în cazul tratat – din porumb, este descris amănunțit în capitolul al doilea. Tot în acest capitol s-au efectuat calculele privind bilanțul de materii prime și materiale, bilanțul termic și descrierea și dimensionarea principalelor utilaje tehnologice.

Deasemeni s-a trecut în revistă și valortificarea subproduselor și deșeurilor rezultate de la obținerea alcoolului.

Preocupările privind aspecte de siguranța alimentului, a fost tratată în al treilea capitol, în care s-a încercat implementarea sistemului de management al calității, ținând cont de ISO 22000 și HACCP.

În capitolul al patrulea sunt descrise condițiile tehnice de calitate, precum și metodele de analiză a alcoolului etilic rafinat, ținând cont de reglementările conform regulamntelor Uniunii Europene.

Calculul costurilor de producție și a indicatorilor de eficiență economică, au fost calculați în capitolul al cincilea, printre care enumerăm: stabilirea necesarului de investiții, stabilirea necesarului anual de materii prime, materiale și utilități, planul necesarului de forță de muncă și al fondului de salarizare pentru personalul direct și indirect producător, calculul costului unitar al produsului finit.

Industria alcoolului ocupă un loc important în rândul industriilor prelucrătoare de materii prime agricole.

Industria alcoolului se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care transformă zahărurile fermentescibile din substrat în alcool etilic ca produs principal de fermentație și respectiv în biomasă.

Bibliografie

1. Anghel, I., ș.a., 1989 – Biologia și tehnologia drojdiilor, vol.I, Editura Tehnică, București.

2. Avramiuc M., (2006) – Impactul proceselor tehnologice asupra mediului, Editura Universității Suceava.

2. Bahrim, G., 1999 – Microbiologie tehnică, Editura Evrika, Brăila.

3. Banu, C., ș.a., 1993 – Progrese tehnice, tehnologice și științifice în industria alimentară, vol.II, Editura Tehnică, București.

4. Banu, C., ș.a., 1998 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, Editura Tehnică, București.

5. Banu, C., et al., 1999 – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. II, Editura Tehnică, București.

6. Banu, C., ș.a., 2000 – Biotehnologii în industria alimentară, Editura Tehnică, București.

7. Banu C., ș.a., 2008 – Tratat de industrie alimentară – Probleme generale, București, Editura ASAB.

8. Banu C., ș.a., 2009 – Tratat de industrie alimentară – Tehnologii alimentare, București, Editura ASAB.

9. Banu C., ș.a., 2010 – Alimente funcționale, suplimente alimentare și plante medicinale, București, Editura ASAB.

10. Dabija, A., 2000 – Biotehnologie de fabricare industrială a drojdiei cu activitate . enzimatică superioară, Teză de doctorat, Universitatea din Galați.

11. Dabija, A., 2001 – Drojdia de panificație. Utilizări – perspective, Editura Tehnică-INFO, Chișinău.

12. Dabija, A., 2002 – Tehnologii și utilaje în industria alimentară fermentativă, Editura Alma Mater, Bacău.

13. Dan, Valentina, 1991 – Controlul microbiologic al produselor alimentare, Universitatea Galați.

14. Dan, V., 2001 – Microbiologia alimentelor, Editura Alma, Galați

15. Ganea G. ș.a. (2007) Utilaj tehnologic în industria alimentară, Vol. I, Editura „Tehnica-Info” Chișinău.

16. Ganea G., Cojoc D., (2011) Utilaj tehnologic în industria alimentară, Probleme și metode de rezolvare, Editura „Tehnică” Chișinău.

17. Gutt S., (1997) Analiza instrumentală, Editura Universității Ștefan cel Mare, Suceava.

18. Gutt G., (2005) Analiza instrumentală: spectoscropie, Editura Universității Ștefan cel Mare, Suceava.

19. Gutt G., (1997) Aparate pentru cercetare, Editura Universității Ștefan cel Mare, Suceava.

20. Gavrilă, L., 2003-2004 – Operații și aparate în industria alimentară/inginerie biochimică, ediție CD-ROM.

21. Iliescu, Gh., 1982 – Caracteristici termofizice ale produselor alimentare, Editura tehnică, București.

22. Hopulele, T., 1980 – Tehnologia berii, spirtului și a drojdiei, vol. II, Universitatea din Galați.

23. Hopulele T., (1999) Industria alcoolului, Editura tehnică, București.

24. Macovei, V. M.. 2000 – Caracteristici termofizice pentru biotehnologie și industrie alimentară, tabele și diagrame, Editura Alma, Galați.

25. Macovei, V. M. ,2001 – Calcule de operații și utilaje pentru procesare termică și biochimică în biotehnologie, Editura Alma, Galați.

26. Pavlov, C.F., et. al., 1981 – Procese și aparate în industria chimică, București.

27. Raicu, P., 1990 – Biotehnologii moderne, Editura Tehnică, București.

28. Rășenescu, I., 1984 – Fenomene de transfer, Editura Didactică și pedagogică, București.

29. Rotaru G. ș.a., (1997) – Analiza riscurilor. Puncte critice de control. Editura Academica, Galați.

30. Rotaru, G. ș.a., (2005) Managementul calității în industria alimentară, Ed. Academica, Galați.

31. Segal, R., 1998 – Biochimia produselor alimentare, Vol. I și II, Editura Alma, Galați

32. SR 184-17:2009 – Alcool etilic și băuturi alcoolice. Partea 17: Identificarea substanțelor colorante artificiale.

33. SR 184-7:2009 – Alcool etilic și băuturi alcoolice. Partea 7: Determinarea aldehidelor.

34. SR 184-3:2009/C91:2012 – Alcool etilic și băuturi alcoolice. Partea 3: Determinarea extractului.

35. SR 184-6:1997 – Alcool etilic și băuturi alcoolice. Partea 4: Determinarea zaharozei

36. https//:www.zf.ro/…/harta-mondiala-a-consumului-de-alcool-din-fiecare-tara-unde-se-afla-ro.

37. https//:www. adevarul.ro › Sănătate › Medicină