Учебное пособие: Технологические расчеты в бродильных производствах

где G _{С a} — содержание в воде ионов кальция, мг–экв/л; Щ₀ — общая щелочность, мг–экв/л.

Вода, имеющая П_щ < 1, повышает рН затора, а имеющая П_щ > 1 — понижает. При значениях П_щ близких к единице, вода считается пригодной для технологических целей.

Остаточная щелочность. Поскольку ионы Са²⁺ и Mg²⁺ способны компенсировать отрицательное воздействие углекислых солей, в воде для пивоварения важно учитывать не общее количество карбонатов, а то их количество, которое остается в свободном состоянии после частичной компенсации ионами кальция и магния. Это количество называется остаточной щелочностью и определяется по формуле

, (10)

где G_Mg — содержание в воде ионов магния, мг–экв/л; остальные обозначения те же, что и в формуле (9).

Для светлых сортов пива используют воду с остаточной щелочностью не более 0,54 мг–экв/л.

Отношение ионов Са²⁺ / Mg ²⁺ . В пивоварении обращают внимание не только на общее содержание ионов кальция и магния в воде, но и на их отношение. При этом предпочтение отдается ионам Са²⁺ , а ионы Mg²⁺ могут содержаться в минимальных количествах или даже полностью отсутствовать. Отношение концентрации ионов кальция и магния в воде рассчитывается в мг–экв/л. Предельное значение отношения 1:1. Оптимальное — 4:1. При значениях отношения Са²⁺ /Mg²⁺ ниже предельного пиво может иметь неприятный вкус.

Содержание ионов , оказывающих влияние на технологический процесс и органолептические показатели пива. Дополнительные требования по ионному составу воды установлены технологической инструкцией по водоподготовке для производства пива и безалкогольных напитков (ТИ 10–5031536–73–90).

Таблица 5. Требования к качеству воды в пивоварении

Показатель	Значение	Показатель	Значение
рН	6,0–6,5	Магний, мг/л	следы
Окисляемость, мг О2 /л	2	Марганец, мг/л	0,1
Щелочность, мг–экв/л	0,5–1,5	Медь, мг/л	0,5
Общая жесткость, мг–экв/л	2–4	Цинк, мг/л	5,0
Катионы:	Анионы:
Алюминий, мг/л	0,5	Нитраты, мг/л	10
Железо (суммарно), мг/л	0,1	Нитриты, мг/л	0
Кальций, мг–экв/л	2–4	Сульфаты, мг/л	100–150
Кремний, мг/л	2	Хлориды, мг/л	100–150

1.3.2. Задания и задачи

1. Вода содержит 150 мг/л ионов кальция и 40 мг/л ионов магния. Рассчитать ее кальциевую и магниевую жесткость в мг–экв/л и ммоль/л. Определить общую жесткость воды и отнести воду к определенному типу по жесткости.

2. Общая жесткость воды составляет 5,2 мг–экв/л, содержание ионов магния в ней 20 мг/л, а общая щелочность 3,4 мг–экв/л. К какому типу жесткости относится данная вода? Рассчитать пригодность воды по щелочности. Для приготовления каких сортов пива эту воду можно использовать без предварительной водоподготовки?

3. Вода содержит 50 мг/л ионов кальция и 10 мг/л ионов магния, а общая щелочность ее составляет 4 мг–экв/л. Какое влияние эта вода будет оказывать на вкусовые качества пива? К какому типу жесткости относится данная вода?

1.3.3. Пример

Вода содержит 280 мг/л ионов кальция и имеет общую щелочность 17,5 мг–экв/л. Сколько мл соляной кислоты концентрацией 37% и плотностью 1,19 г/см³ нужно добавить к 1 м³ такой воды, чтобы довести показатель пригодности по щелочности до единицы?

Решение. Кальциевая жесткость воды составляет

мг–экв/л.

Пригодность по щелочности вычислим по формуле (9).

.

Превышение щелочности над содержанием ионов кальция составляет

17,5 – 13,97=3,53 мг–экв/л.

Для того чтобы довести показатель пригодности воды по щелочности до единицы, необходимо избыток щелочности нейтрализовать кислотой. Поскольку вещества реагируют в эквивалентных количествах, для связывания щелочности требуется

3,53∙36,5=128,845 мг соляной кислоты,

где 36,5 — эквивалент соляной кислоты.

Товарная соляная кислота содержит 37% НСl, то есть потребуется

мг кислоты.

Требуемый объем кислоты на нейтрализацию избыточной щелочности в 1 л воды составит

мл, т.е. 292 мл на 1 м³ .

1.4. Контрольные задания и задачи