Технология производства водки “Томский стандарт”

Эти процессы протекают медленно, и последствия их (выпадение осадков) иногда обнаруживаются лишь в готовой продукции при хранении.

Поэтому сырую питьевую воду, применяемую в ликерно-водочном производстве жесткость которой превышает установленный предел, умягчают. В зависимости от содержания в ней солей жесткости различают воду очень мягкую (0—1,5 мг-экв/л), мягкую (1,5—3,0), средней жесткости (3—6,0), жесткую (6—10), очень жесткую (более 10 мг-экв/л).

Сырья питьевая вода, предназначенная для приготовления ликероводочной продукции, должна соответствовать следующим условиям постоянная жесткость ее должна быть не более 1,23 мгкэкв/л, или 3,5°Н и временная — не более 0,36 мг-экв/л, или 1,0°Н. Жесткость воды для мойки бутылок должна быть не выше 1,8 мг-экв/л.

Воду, загрязненную минеральными и органическими примесями в коллоидно-дисперсном состоянии, до умягчения осветляют коагуляцией и фильтруют через катионитовый фильтр.

Рисунок 1-  Катионитовый фильтр для очистки воды.(Аюкаев Р.И., Мельцер В.31985.)

1- устройство для подачи  воды

2- сосуд

3- устройство для отвода  умягчённой воды

4-бетонная подушка 

1.2. Примеси, влияющие на  качество водки

           Значительная часть примесей  содержится в количествах, не  обнаруживаемых принятыми в промышленности  методами анализа, однако, присутствие их в спирте даже а самых ничтожных количествах ухудшает органолептические показатели спирта, придавая ему неприятный запах и горький вкус. Поэтому очистка (ректифисация) спирта-сырца от примесей является обязательным и непременным условием при последующем использовании спирта приготовления водок и ликероводочных изделий.

           Ректификованный этиловый спирт- это спирт, полученный рекфикацией  спирта-сырца или брагоректификацией  зрелой бражки. Ректификация спирта-сырца основана на отделении примесей, другую по сравнению с этиловым спиртом температуру кипения. Очистка спирта многократной перегонкой основана на различной летучести этилового спирта и его примесей, вследствие чего они кипят и испаряются при разной температуре.

Примеси спирта-сырца в зависимости от степени их летучести можно разделить на три группы: головные, хвостовые и промежуточные.(Ю.Г. Иванов1995)

       Головными примесями называют те, у которых темпера-тура кипения ниже температуры кипения этилового спирта. К ним относятся альдегиды и эфиры, например уксусный альдегид, муравьиноэтиловый, уксуснометиловый, уксусноэтиловый и др., которые удаляются в виде эфироальдегидной фракции (ЭАФ).

      Хвостовыми примесями называют такие, температура кипения которых выше температуры кипения этилового спирта. К ним относятся высшие спирты (пропиловый, изопропиловый, изобутиловый, амиловый, изоамиловый и т. д.) и жирные кислоты. Большинство хвостовых примесей нерастворимы в воде и имеют маслянистый вид, поэтому они объединены под общим названием «сивушное масло». К хвостовым примесям также относят фурфурол, ацетила и некоторые другие вещества.

       Промежуточные продукты представляют собой группу примесей, которые наиболее трудно отделяются от этилового спирта и в зависимости от условий перегонки могут быть и головными, и хвостовыми. В эту группу входят изомасляноэтиловый и изовалерианоэтиловый эфиры. Эти вещества при высокой концентрации этилового спирта в процессе перегонки равномерно распределяются между паром и жидкостью, «размазываются» по колонне и могут отходить как с головными, так и с хвостовыми примесями.

        При  ректификации из спирта-сырца  полностью удаляется фурфурол, значительно  снижается количество сивушных  масел, альдегидов и эфиров. Ректификация  позволяет снизить общее содержание примесей приблизительно в 100 раз. Однако оставшаяся незначительная часть микропримесей оказывается достаточной, чтобы в той или иной степени отразиться на качестве водок. Основными микропримесями являются ацетальдегид, ацетон, метилацетат, этилацетат, пропанол, бутанол, изобутанол, амиловый и изоамиловый спирты, уксусная кислота, метиловый спирт и др.

          Ацетальдегид и ацетон обладают жгучим вкусом и неприятным раздражающим запахом. Все высшие спирты — пропанол, бутанол, изобутанол, изоамнлол и другие имеют жгучий вкус и острый сивушный запах, остающийся при любом разведении. Пары изоамилового спирта раздражают слизистую оболочку рта и вызывают кашель. Органические кислоты обладают острым неприятным запахом с оттенками прогорклого масла, валерианы и др.

         Содержащиеся в спирте эфиры  обладают слабым, но приятным  тонким фруктовым ароматом.

          Таким образом, на формирование  органолептических свойств ликероводочных  изделий отрицательное действие  могут оказывать ацетальдегид, ацетон, все высшие спирты и органические кислоты, поэтому их содержание в ректификованном этиловом спирте ограничивается. Эфироальдегидная фракция (ЭАФ) и сивушное масло отбирают в виде двух отдельных фракций при ректификации спирта-сырца. Они являются отходами спиртового производства и используются для технических целей.

           ЭАФ представляет собой спиртовой  раствор головных примесей. Отбор  этой фракции осуществляют непрерывно  или периодически. Количество отбираемой  ЭАФ в зависимости от вида и качества перерабатываемого сырья составляет 1,5—3,25 % от выхода спирта ЭАФ используют в лакокрасочном производстве, для получения денатурированного спирта или подвергают перегонке для получения технического спирта и концентрированных головных примесей.

            Сивушные масла (смесь в основном изоамилового, изобутилового и пропионового спиртов) отбирают в количестве 0,2— 0,4% от содержащегося в спирте-сырце безводного спирта. Используется как ценное сырье для выработки ряда химических продуктов на базе содержащихся в нем высших спиртов; на обогатительных фабриках - для флотации руд цветных металлов, для приготовления небьющегося стекла и других целей.

            Одной из основных стадий при  производстве водок является  процесс обработки водно-спиртовых растворов активным углем. Только после этого сортировка приобретает характерные вкус и аромат, присущие водке.

           При обработке активным углем  из водно-спиртовой смеси адсорбируются  и окисляются примеси, такие как  альдегиды, сивушные масла, непредельные соединения, влияющие на дегустационную оценку водок. К примеру, метиловый спирт по запаху напоминает этиловый спирт, и его присутствие не отражается на результатах дегустации, а вот спирты сивушного масла имеют острый запах, напоминающий запах серного эфира (пропиловый и изобутиловый спирты) или сивушный (бутиловый и изоамиловые спирты). Уксусный альдегид и ацетон обладают очень жгучим вкусом и острым неприятным запахом. Еще значительнее отрицательное влияние непредельных альдегидов, существенно снижающих органолептическую оценку спиртов и водок. Это акролеин и кротоновый альдегид, обладающие жгучим вкусом и резким запахом.

              Эфиры же, содержащиеся в спирте  и образующиеся в водке в  процессе обработки активным  углем, наоборот, характеризуются тонким фруктовым ароматом и положительно влияют на дегустационную оценку, «маскируя» отрицательное влияние альдегидов и сивушных масел. Опыты, проведенные во ВНИИПБТ, показали, что наличие пропилового спирта в количестве 4 мг/дм3 уже отрицательно сказывается на органолептических показателях водки, в то время как наличие изоамилового спирта в таком же количестве оценено положительно. Авторами установлено, что большинство эфиров в небольших концентрациях улучшают вкус, придавая некоторую сладость, смягчающую жгучий вкус. С увеличением концентрации эфиров напитки приобретают специфические, но в большей части неприятные оттенки вкуса, гамма которых широка: горькоминдальные, прело- и маслянисто-горькие, гнилостно-сладкие, перечно-горькие и пр. Эфиры по влиянию на органолептическую оценку водно-спиртовых примесей можно условно  разделить на три группы(Ю.Г. Иванов1995):

     1. Улучшающие запах и вкус: метилацетат, метилпропионат, этилацетат и пропилизобутират, изобутилбутират;

     2. Влияющие на органолептические показатели нейтрально. При этом смягчается резкость аромата как самого этилового спирта, так и других примесей: пропилпропионат, этиллактат, этилизобутират;

     3. Ухудшающие органолептические показатели: этилпропионат, пропилацетат, изобутилацетат, изобутилпропионат, метилизобутират, изобутилбутират, изоамилбутират, этилизовалериат, изоамилизовалериат и диэтиловый эфир.

          Из эфиров первой группы интересны  метилацетат, метилпропионат и этилацетат. Они придают спирту сладость, а его аромату – фруктовые оттенки. При этом запах спирта улучшается при концентрации эфира до 10 мг/дм³. За этим пределом оттенок не гармонирует со спиртом и «слышна» его индивидуальность. В концентрациях до 5 мг/дм³ этилацетат сообщает спирту приятный вино-фруктовый аромат. Запах метилацетата и метилпропионата – фруктовый с «кислинкой», приятный и при концентрации примеси 20 мг/дм³.

            Пропилизобутират и изобутилбутират  в концентрациях до 5 мг/дм³ сообщают  спирту своеобразные оттенки: первый  – вишнево-винный, а второй – молочно-кислый.

            Из второй группы характерной  добавкой может быть этиллактат, который улучшает вкус спирта  и в концентрациях до 2 мг/дм³  придает исходному спирту слабый  фруктовый оттенок. Запах примеси  не закрывает, а лишь смягчает данные исходного спирта, аромат и вкус которого становятся гармоничными.

              Примечательны свойства этилизобутирата. В концентрации 30-90 мг/дм³ он имеет  запах прогорклого масла. В концентрации 15 мг/дм³ в аромате спирта «слышен»  оттенок квашеных яблок, в концентрации до 5мг/дм³ спирту придается приятный винный запах.

               Пропилпропионат в концентрации  до 2.5 мг/дм³ придает исходному  спирту фруктовый аромат, в больших  концентрациях – резкий запах  фруктовой эссенции, затем прогорклого  масла, а при содержании 30 мг/дм³ и более – гнилостный запах.

              Наиболее многочисленна группа  эфиров, ухудшающих запах исходного  спирта.  Пропилацетат и этилпропионат  в малых концентрациях придают  оттенок прогорклости и затхлости, изобутилацетат – резкий фруктовый аромат, изобутилпропионат и бутилпропионат – запах лежалой зелени, прелого зерна. Изобутираты изобутилового и изоамилового спирта «слышны» в спирте цветочными оттенками. Этилизовалериат придает характерные оттенки валерианы – приятные, но не свойственные спирту. Наиболее неприятен диэтиловый эфир, который «слышен» даже в малых количествах в виде постороннего запаха.

             Качественный и количественный  составы микропримесей, содержащихся  в водках, зависят от качества  сырья, из которого получен спирт, идущий для приготовления водок, а также от технологических режимов в производстве спирта и водок.

2 СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ  ОЧИСТКИ ВОДКИ ОТ ПРИМЕСЕЙ

2.1 Предварительная очистка  водки с помощью активированного  угля

             Угольная обработка водки – особый процесс в производстве водки. Действительно, в результате фильтрации через уголь– из двух смешанных компонентов, спирта и воды, получается фактически готовая к употреблению водка.

             Активные угли представляют собою пористые сорбенты с сильно развитой удельной поверхностью. В настоящее время их получают из древесного угля-сырца, специальных сортов каменного угля, полукокса и торфа. Исходный уголь подвергают термической обработке при температуре до 800° С в промышленных печах, термической обработке в токе водяного пара, а при использовании торфа — химической активации.

            В водочном производстве применяют  березовый активный уголь марки  БАУ, получаемый по второму способу. Уголь-сырец содержит в своих  порах значительное количество смол и других тяжелых продуктов пиролиза. В процессе активации они выгорают, вследствие чего внутренняя поверхность угля увеличивается во много раз.

              Каркас древесных углей состоит  из очень мелких кристаллитов  с графитовой решеткой, сложенных в тонкие пленки. По данным В. С. Веселовского, кристаллиты содержат не больше 200 атомов углерода и в угле, полученном при температуре обжига до 1000° С, их величину не удается определить. При температуре 1000° С кристаллиты имеют размер 10-7 см. Пограничные атомы кристаллитов имеют свободные валентности, способные насыщаться, например, кислородом.

             По М. М. Дубинину (1982), в активных  углях различают три разновидности  пор — макропоры, переходные поры  и микропоры, которые отличаются механизмом сорбции паров и газов.

              Макропоры — это наиболее крупные поры. У них очень большой верхний предел радиуса кривизны (около 2000 нм), нижний предел — около 100 нм. Заполнения их вследствие капиллярной конденсации паров не происходит. Удельный объем макропор находится в интервале 0,2—0,8 см3/г, удельная поверхность 0,5—2 м2/г. Следовательно, адсорбция на поверхности макропор не представляет практического интереса. Их поверхность равноценна поверхности непористых углеродных сорбентов с близкой химической природой, а сами поры выполняют роль каналов для проникновения веществ в глубь сорбента.

            Переходные поры (мезопоры) значительно меньше макропор, радиус их кривизны от 1,5 до 100 нм, т. е. он значительно больше, чем размеры адсорбируемых молекул. Удельный объем переходных пор сравнительно невелик — от 0,02 до 0,10 см3/г, удельная поверхность от 20 до 70 м2/г. Заполнение объема этих пор уже возможно капиллярной конденсацией паров. При давлениях (концентрациях) ниже соответствующих капиллярной конденсации на поверхности переходных пор может происходить адсорбция паров.