Przemysł spirytusowy dzielimy na: 1.gorzelnictwo - destylat rolniczy, 2.przetwórstwo destylatu rolniczego (rektyfikat, etanol bezwodny, produkcja wódek czystych i gatunkowych). Destylat rolniczy poddaje się rektyfikacji i dalej albo odwadnianiu w celu otrzymania etanolu bezwodnego do paliw lub wykorzystuje się go do produkcji wódek.
Rodzaje gorzelnictwa:1. rolnicze (przetwórstwo surowców skrobiowych), 2.przemysłowe (przetwarzanie melasy buraczanej), 3.przetwarzanie odpadów z przetwórstwa np. ziemniaków, serwatki, 4.owocowe np. ze śliwek śliwowica, z jabłek Calvados.
Surowce gorzelnicze: 1.Skrobiowe (żyto, pszenica, kukurydza, jęczmień, owies, proso, ziemniaki, ryż, maniok. 2.Nieskrobiowe (burak cukrowy, burak pastewny, trzcina cukrowa, owoce, topinambur , serwatka, sorgo cukrowe). 3Niekonwencjonalne - związki zawierające polimery glukozy (odpady: rolnicze, leśne, taternicze, komunalne.
Zawartość skrobi w surowcach: Żyto - 54-60% s.s, Pszenica - 56-60% s.s, Kukurydza - 58-62% s.s, Jęczmień - 52-55% s.s, Owies - 35-52% s.s, Gryka - 50-55% s.s, Ziemniaki - 14-18% s.s,Ryż - 65-70% s.s.
Metody przetworzenia surowców pochodzenia rolniczego: upłynnienie (ok. 90oC), wszystkie surowce skrobiowe wymagają wstępnej hydrolizy (alfa-amylaza i glukoamylaza). Współczesne gorzelnie nie produkują słodu, enzymy są pochodzenia mikrobiologicznego.
Sposoby przetworzenia surowców skrobiowych.
Technologie upłynniania (uwalniania) skrobi: 1.Bezciśnieniowa BUS - trzeba rozdrabniać surowiec, żeby wszędzie dotarła gorąca woda, aby upłynnić skrobię. Zalety: 1.nie powstają produkty uboczne, 2.oszczędność energii (zacier nie musi być podgrzewany do wysokiej temperatury), 3.mniejsze nakłady inwestycyjne (nie trzeba korzystać z ciśnieniowych parników), 4.większa wydajność. Wady: dotyczy surowców skrobiowych, które muszą być rozdrobnione. Przetwarzanie: 1.Zemleć surowiec, 2.Wymieszać z wodą, 3.Dodać enzym rozpuszczający, 4.Ogrzać zacier, 5.Zastosowac przerwę, 6.Schłodzić, 7.Dodać enzym scukrzający, 8.Schłodzić, dodać drożdże (następuje fermentacja)
2.Ciśnieniowo - termiczna - pod wpływem ciśnienia (0,411 MPa = 4 atm) rozbijają się ziarna, a pod wpływem temperatury (145-150°C) upłynnia się skrobia. Zalety: 1.dobra sterylizacja, 2.nie ma konieczności rozdrabniania surowca. Wady: 1.energochłonna, 2.duzo produktów ubocznych (głównie aldehydów) w wyniku wysokich temp., 3.wysokie nakłady inwestycyjne (parniki ciśnieniowe).
Fermentacja: Rodzaje:1.periodyczna - na ogół 3- dobowa (dominująca w Polsce) 2.ciągła - przy przerobie melasy w dużych gorzelniach (bardziej ekonomiczna, lepsze wykorzystanie urządzeń) 3.metoda ekstrakcyjna (biostu) - oddestylowanie się części metanolu w czasie fermentacji co umożliwia dobrą fermentacje substratu przez drożdże, otrzymujemy bardziej skoncentrowany odpad po fermentacji (czyli mniejszą jego ilość).
Warunki: 1.Tlenowe: 100g glukozy+47g O2=43g biomasy+67gCO2+41gH2O, 2.Beztlenowe: 100g glukozy=2g biomasy+45gCO2+45g etanolu+7g produkty uboczne.
Etapy (okresy) fermentacji periodycznej: 1.zafermentowanie (do 20h): biomasa drożdży się powiększa i na 1000 litrów wnosimy 100g drożdży suszonych, 2.fermentacja główna(20-40h): na początku procesu mamy ok. 4% etanolu, 3.dofermentowanie (ok. 30h) - 7-11% alkoholu. Cały proces fermentacji trwa ok. 70-75 godzin, ze 180g cukru powstaje 448 l CO2. Wytworzeniu litra alkoholu towarzyszy wytworzenie 410 l CO2.
Rodzaje drożdży piekarskich: 1.Piekarskie: świeże, prasowane (zaw. s.s. 27-32%), suszone, 2.Gorzelnicze (suszone), 3.Winiarskie (suszone), 4.Paszowe (suszone)
Surowce zawierające wszystkie ????? do biosyntezy: 1.melasa buraczana (ważne witaminy z gr B), 2.sole mineralne, 3.woda amoniakalna, 4.siarczan magnezowy i potasowy, 5.woda zdatna do picia, 6.jałowe powietrze, 7. Syntetyczne środki do gaszenia piany.
Przygotowanie melasy w postaci brzeczki melasowej: 1.rozcieńczamy melasę 1:1, 2.uzupełniamy sole magnezów i siarczanów, 3.ukwaszamy do pH ok. 4 kwasem siarkowym, 5.sterylizacja (wyższe pH).
Wyróżniamy dwa rodzaje technologii produkcji: 1.w brzeczkach rozcieńczonych (1-20 końcowe stężenie melasy (M50) jest rozcieńczone 20 razy albo 1-10), 2.brzeczki stężone (nawet 1-5%)
Brzeczka melasowa: 1.rozcieńczamy roztwór melasy buraczanej w wodzie (1:1) 2.zakwaszanie kw. siarkowym do pH=3,5, 3.sterylizacja (gotowanie) za pomocą pary technologicznej, po 30 min gotowania usuwają się prawie wszystkie drobnoustroje (następuje zabicie szczepu bakterii mlekowych), 4.etap klarowania (12-16h): odciągamy płyn znad osadu (ciecz znad osadu to brzeczka melasowa do hodowli drożdży).