2.4. Основні компоненти зрілої спиртової бражки

Склад зрілої бражки, отриманої після бродіння, визначається сировиною та особливостями технології і найбільш суттєво відрізняється для харчової (зерно, картопля, меляса) та нехарчової (клітковина, дерево) сировини. Вміст спирту в ній зменшується від 8—10 до 7,5—9,5 об. % при переході від зернокартопляної до мелясної бражки. Міцність гідролізної бражки становить лише 1,0-1,5 об. %, а сульфітної ще менша (0,5—1,0 об. %).

Зріла бражка є напівпродуктом спиртовиробництва, і для 1 м³ спирту треба мінімум 12 м³ бражки. Бражка — складна багатокомпонентна система із трьох фаз: рідкої, газоподібної і твердої. При використанні зерна та картоплі рідка фаза бражки складається із води (82—90 мас. %) і етанолу (4,8—8,8 мас. % або 6—11 об. %) із супутними леткими домішками, число яких перевищує 70 назв: вищі спирти, альдегіди, кислоти, естери, сірко- та азотовміщуючі домішки. Сумарний вміст летких речовин бражки складає ≈ 0,5 % відносно кількості етанолу в ній.

Тверда фаза бражки представлена нерозчинними залишками вихідної сировини, незбродженими цукрами, білками, декстринами, мінеральними речовинами. Вміст сухих речовин становить 8—10; 5—7 та 3—5 мас % у мелясній, зерновій та картопляній бражках відповідно. Крім компонентів розчиненого повітря, газоподібна фаза бражки представлена, головним чином, діоксидом вуглецю, що утворюється при зброджуванні цукрів. У одному дм³ зрілої бражки міститься до 1,0—1,5 г СО₂, вміст якого знижується на 30—50 % при перекачуванні із бродильного в ректифікаційне відділення.

Склад бражки суттєво впливає як на технологію подальшого виділення з неї і очищення спирту, так і на якість і собівартість отримуваної з неї спиртової продукції і як наслідок на саму можливість виготовлення певних її видів. Зрілу бражку із бродильного відділення направляють у сепараційне для відокремлення дріжджів, а потім у ректифікаційне — для концентрування та очищення спирту. Виробництво етанолу супроводжується деякими втратами крохмалю та цукру. Теоретичний вихід визначається за рівнянням спиртового бродіння С₆Н₁₂О₆ = 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН + 118 кДж і складає 71,98 дал на 1 т умовного крохмалю. Практичний вихід складає 92,4 % теоретичного. Із 1 т меляси в перерахунку на умовний крохмаль при безперервному способі отримують 66,5 дал спирту; із 1 т крохмалю картоплі — 65,7 дал, а із одної тони крохмалю жита — 63,9 дал.

Заміна періодичного способу зброджування на безперервно-поточний дає можливість на 20 % збільшити пропускну здатність бродильного відділення, автоматизувати процес і збільшити на 0,36 дал вихід спирту із 1 т умовного (картопляного) крохмалю.

Ключовими для визначення якості і собівартості спиртової продукції є технологічні операції оцукрювання, зброджування та ректифікаційної перегонки і очищення. Зниження вмісту редукованих цукрів, придатних для зброджування, при неповному чи неправильному оцукрюванні та неповне зброджування редукованих цукрів у спирт знижують вихід етанолу. Збільшення кількості та вмісту домішок у зрілій бражці, крім зниження виходу спирту, ускладнює його ректифікаційне очищення та підвищує собівартість продукції.