Запись создана: Пятница, 17 Май 2013 в 19:50 и находится в рубриках Статьи. Вы можете следить за комментариями к этой записи через ленту RSS 2.0. Комментарии и уведомления в настоящее время закрыты.
На ликероводочных заводах сивушные масла и кетоны уничтожали химическим способом. Определялось количество примесей и производилась очистка довольно просто. Почти все находящиеся в спирте кетоны (ацетоны) окисляются по воздействием марганцево-кислого калия (обыкновенной марганцовки), а оставшиеся сивушные масла легко омыляются каустической содой и нашатырным спиртом. Как это делали в промышленности: лаборатория отбирала 10 пробирок с исследуемым спиртом-сырцом и в каждую вносила немножко раствора марганцовки.
Применялся только 10% водный раствор марганцовки так называемый «Хамелеон», потому что если вносить марганцовку в виде кристаллов, то происходит окисление спирта с образованием уксусного альдегида. Спирт приобретает при этом кисловатый вкус и очистить его от уксусного альдегида можно только перегонкой.
В первую пробирку вносили одну каплю, во вторую – две, в третью – три и так далее. Все это взбалтывалось и отстаивалось. Допустим, что в первых пробирках спирт был прозрачным, в пятой – розоватый, а далее окраска каждой пробирки усиливалась. Это свидетельствовало о том, что для очистки спирта в одной пробирке достаточно четырех капель «хамелеона». Лишний «хамелеон» только окисляет спирт, превращая его в уксусный альдегид!
Аналогично, методом проб, определялось количество каустической соды или нашатырного спирта необходимое для омыления сивушных масел (щелочь).
Нужное количество «хамелеонов» и щелочи для очистки всей партии спирта уже было легко подсчитать. Порядок очистки спирта был следующий: сперва вливалось пол нормы «хамелеона» и спирт перемешивался, через полчаса расчетное количество щелочи и через час остальное количество «хамелеона».
После 2-х часового отстаивания, предварительно очищенный спирт обязательно еще один раз перегоняется через ректификационную колонну. Устройство и принцип работы ректификационной колонны точно такое же, как и брагоперегонной, а значит спирт снова перегоняется не менее 25-ти раз.
При использовании некоторых видов сырья только после того как спирт-ректификат проходил через фильтрующую колонну заполненную активированным углем. Выполнена она из нержавеющей стали, диаметр 0,6 м, а высота около пяти метров, Все внутреннее пространство заполнено активированным углем марки МБА-4 (мелкопористый, березовый, активированы, размер фракции 4 мм).
Фильтрующих колонн установлено две или четыре, в зависимости от того, какое качество спирта нужно получить.
Следующая операция по очистке спирта (которая раньше обязательно проводилась) – это риформинг (тепловой удар).
Спирт-ректификат выдерживался в герметически закрытой емкости при температуре 70° на протяжении суток. В результате этой процедуры происходило искусственное старение спирта, а в итоге – уменьшение количества ядовитых веществ и улучшение вкуса. При риформинге некоторые вещества выпадают в осадок, кое-что испаряется, а оставшиеся сивушные масла всплывают, образовывая на поверхности спирта пленку, которую легко снять.
До ХХ-го века винокуренные заводики производили водку (хлебное вино) откуда и название «винокуренные». Но в дальнейшем, с ростом количества и качества ликероводочных изделий, повышением технического уровня производства, перешли на изготовление пшеничного спирта, а водку получали уже растворяя этиловый спирт водой. Главная причина применения именно такой технологии было повышение качества и чистоты водки. Потому, что значительно легче крепкий спирт развести хорошей водой, чем очистить вонючую воду, находящуюся в самогоне. Качество воды, применяемой для разведения пшеничного спирта имеет огромное значение, Именно вода, определяет вкус готовой водки, потому что в ней 60% воды, а спирта только 40%.
В некоторых странах (Польша, США), спирт при приготовлении водок разводят только дистиллированной водой. Это химически чистая вода, но деаэрированная (удален растворенный воздух) и безвкусная. Такой водой фактически мертвой – невозможно напиться (аквариумные рыбки в ней моментально гибнут).
В России и в Украине – этиловый спирт традиционно разводили и разводят только сырой водой; и самая лучшая для этой цели – родниковая. Естественно, она должна быть чистой, прозрачной, вкусной и с большим содержанием солей. Именно незначительное количество солей определяет вкус воды. Соли жесткости в питьевой воде всегда есть и должные быть при разведении спирта, но в допустимых пределах!
При чрезмерной жесткости на горлышке бутылки образуется кольцо, выпадает осадок до и вкус водки ухудшается. Продукция теряет товарный вид и отправляется на переработку.
Если вода слишком жесткая, то ее очищают и умягчают в многоступенчатых фильтрах. Последовательно вода проходит через кварцевый песок, сульфоуголь (это каменный уголь, обработанный серной кислотой) и катионитовый фильтр, заполненный гранулами ионообменных смол. (Точно таким же образом в котельных производят подготовку питательной воды для паровых котлов). Только такая очищенная и умягченная воды пригодна для разведения спирта при приготовлении водки.
И окончательная процедура перед разливом водки в бутылки, это добавка растворенного сахара-рафинада. В небольших количествах сахар не ощутим, но он смягчает вкус, как бы смазывает горло. «Водка идет как по маслу».
Любой алкогольный напиток с добавкой сахара вкуснее и, употребляя ликер одинаковой крепости с водкой, значительно быстрее можно опьянеть.
Поэтому так много разных рецептов крепких коктейлей. Да и любое заурядное отечественное пиво, если его подсластить, по вкусу не уступит импортному. Попробуйте!
Методы очистки спирта и самогона в домашних условиях:
При очистке спирта (домашнего самогона) активированным углем необходимо учитывать, что чем больше градус спирта, тем сильнее он удерживает примеси. Поэтому перед очисткой его разбавляют до 40-45, используя мягкую, лучше родниковую воду. Очистка спирта активированным углем может проводиться несколькими способами. Для первого способа необходим фильтр. Корпус такого фильтра изготовить можно самостоятельно из пластиковой емкости объемом полтора-два литра или трубы. На дно корпуса укладывается марлевый пакет.
Активируемый уголь перед заполнением фильтра(фильт мешочка) тщательно промывают водой. Пропустив первый раз спирт-сырец через данный фильтр, получают на выходе спирт, который еще содержит мельчайшие частицы активированного угля и имеет немного темноватый цвет. Поэтому его направляют на повторную очистку.
Отработанный уголь из фильтра необходимо заменить. Качество очистки спирта от различных запахов и примесей в этом случае напрямую будет зависеть количества пропусков спирта через фильтр.
Часто используется и другой способ очистки спирта от сивушных масел активированным углем. Для этого в емкость со спиртом насыпают порошок активированного угля, после чего всю смесь тщательно взбалтывают. Активированный уголь берут из расчета пятьдесят грамм на один литр спирта.
Потряхивать и перемешивать емкость со спиртом необходимо несколько раз в день через каждые 3 часа, после чего оставить ее на несколько дней. По истечении этого срока (обычно требуется одна неделя) спирт фильтруется через несколько слоев марли или специальной фильтровальной бумаги.
В этом деле нет мелочей, каждая деталь по-своему важна и влияет на конечный вкус. У большинства производителей есть секреты, касающиеся очистки и фильтрации, но в целом технология производства водки одинакова у всех. Мы рассмотрим основные этапы, которые проходит наш национальный напиток, прежде чем попасть в продажу.
Многие считают, что между магазинной водкой и самогоном нет никакой разницы. На самом деле это не так. Самогон делают путем дистилляции (перегонки через самогонный аппарат), а водка является продуктом ректификации (тепловой очистки) спирта. При полном соблюдении технологии производства водка намного лучше очищается от сторонних примесей, чем самогон. Классическая схема изготовления водки представлена на рисунке.
Этапы производства водки
1. Подготовка воды. Сначала технологи корректируют солевой состав, содержание солей должно быть минимальным. Затем воду очищают методами отстаивания, аэрации и фильтрации через угольные фильтры и (или) кварцевый песок. На некоторых предприятиях применяется дополнительная молекулярная и ультрафиолетовая очистка. Воду нельзя кипятить или дистиллировать, иначе водка получится жесткой и потеряет свой уникальный вкус.
2. Получение и очистка спирта. Основным сырьем для производства водочного спирта является пшеница. В сусло также может добавляться небольшое количество ячменя, кукурузы, проса, гороха или другого пищевого крахмалосодержащего сырья.
Злаки перемалывают на муку, потом заваривают под давлением в специальных колоннах. Далее сусло поступает в чаны для брожения, туда же добавляют дрожжи. Готовая брага подается в перегоночные колоны для получения спирта-сырца, а затем в ректификационные для его очистки.
В производстве водки разрешено использовать только три класса этилового спирта: «Высшей очистки», «Экстра» и «Люкс». Многие компании имеют собственные мощности для получения спирта, другие – заказывают его непосредственно на спиртзаводах, но там контролировать качество несколько сложнее.
3. Сортировка. Это процесс получения водно-спиртовой смеси. Спирт и вода в нужных пропорциях подаются в закрытые сортировочные чаны, где смешиваются специальными устройствами. Затем добавляются другие ингредиенты, если они предусмотрены рецептурой. Например, для получения лимонной водки следует добавить в состав лимонный сок или химические ароматизаторы, заменяющие его.
4.Фильтрация смеси. В большинстве случаев используется кварцевый песок. Смесь воды и этилового спирта поступает из бака на специальный очистной фильтр, после чего перетекает в следующий чан. По мере накопления осадок начинает мешать нормальной фильтрации. Спустя некоторое время кварцевые фильтры нуждаются в чистке. Этот момент определяют по высоте слоя осадка.
5. Очистка от вредных примесей. На данном этапе формируются органолептические характеристики водки. Угольными фильтрами напиток очищают от альдегидов и эфиров. В зависимости от желаемого качества готового продукта фильтрацию активированным углем могут проводить несколько раз.
6. Ассимиляция. Процесс отстаивания готовой спиртоводной смеси. Согласно стандартам ассимиляция должна длиться не менее 2-х суток. Но опытные технологи утверждают, что это слишком короткое время, и на многих ликероводочных заводах отстаивание длится до 7 суток.
Классический спиртзавод
7. Разлив в бутылки. Каждая бутылка проверяется на целостность, затем ополаскивается водой. Для наполнения используются специальные автоматические линии. Сначала водка наливается в бутылку, которая потом закупоривается специальной пробкой. Заключительная стадия – нанесение этикетки.
При очистке спирта вспомогательными средствами в процессе перегонки и ректификации стремятся получить спирт, удовлетворяющий требованиям стандарта. Решение этой задачи может быть облегчено применением вспомогательных средств очистки. ;
К таким средствам относятся: химическая, адсорбционная, ионитная и тепловая очистка / обработка спирта.
Рассмотрим эти методы очистки спирта.
1. Химическая очистка спирта-сырца.
Химическая очистка спирта является вспомогательной операцией, содействующей очистке спирта от примесей, трудно выделяемых методом ректификации. Химическая очистка рассчитана на устранения из спирта-сырца кислот, эфиров, альдегидов и непредельных соединений.
Для воздействия на эфиры и кислоты применяют едкую щелочь (NаОН), для воздействия на альдегиды и непредельные соединения—слабый раствор марганцовокислого калия. Иногда химическая очистка проводится только одной щелочью [1, 2];
Под действием щелочи эфиры омыляются. Одновременно выделяется спирт, а кислота образует соответствующую натриевую соль. При омылении уксусноэтилового эфира, например, образуются уксуснокислый натрий и этиловый спирт по уравнению
Первый из них не летуч. Свободные кислоты, находящиеся в сырце, также связываются щелочью, образуя соответствующие нелетучие соли. Летучая уксусная кислота, содержащаяся в сырце, образует нелетучий уксуснокислый натрий в соответствии с уравнением
Таким образом, щелочь улучшает качество сырца, связывая летучие кислоты и кислотные остатки эфиров.
Применение марганцовокислого калия для очистки спирта основано на его окислительной способности. Слабый раствор КМnО4 как в кислой, так и в щелочной среде окисляет альдегиды и непредельные соединения. Однако во избежание окисления этилового спирта очистку сырца им рекомендуется проводить в слабощелочной среде. В этих условиях на две молекулы КМnО4выделяется 3 атома кислорода, которые и окисляют органические примеси. Так, при окислении ацетальдегида перманганатом в присутствии щелочи реакция протекает по уравнению
По методу Грацианова количество щелочи, необходимой для связывания кислот и омыления эфиров, устанавливают предварительным определением. Для этого 100 мл сырца кипятят с 10 мл децинормальной щелочи в колбе с обратным холодильником в течение часа. После охлаждения в колбу вводят 10 мл децинормальной Н2SО4 и избыток введенной кислоты оттитровывают децинормальным раствором NаОН при индикаторе фенолфталеине. Количество пошедшей на титрование щелочи необходимо добавить на каждые 100 мл сырца. Раствор щелочи вводят в два приема. Вначале берут только половину расчетного количества в виде 10%-ного раствора NaОН, после 10 — 15 мин перемешивания со щелочью в сырец вводят 2 %-ный раствор перманганата в таком количестве, чтобы окислить лишь соединения непредельного характера. Необходимое количество устанавливают предварительным опытом. Для этого в коническую колбу емкостью около 100 мл наливают 1 мл раствора КМnО4 (0,2 г на 1 л воды) и из бюретки при постоянном взбалтывании колбы приливают исследуемый сырец при скорости истечения около 20 — 30 мл/мин до тех пор, пока! спирт не приобретет розовато-желтой окраски. Количество спирта, идущего на раскисление взятых 0,0002 г КМnО4, является исходной величиной для определения количества перманганата, необходимого для исправления спирта. После введения раствора КМn04 еще раз перемешивают сырец и реагенты, а затем оставляют в покое на 6 часов. По истечении этого срока возобновляют перемешивание и добавляют оставшуюся половину щелочи. Через 5—10 мин перемешивание прекращают и сырец может быть направлен на ректификацию.
Ниже приводятся данные, позволяющие судить о результатах химического исправления спирта-сырца (по Грацианову).
До обработки
После обработки
Органолептические свойства
Нормальные
Нормальные
Крепость, % об
89,8
89,2
Содержание кислот, мг/л
40,0
13,5
Содержание эфиров, мг/л
59,6
59,2
При проведении ректификации спирта по так называемому единому методу спирт-сырец не подвергается предварительной очистке щелочью и марганцовокислым калием. Химическая очистка проводится внутри колонны щелочью, которую непрерывно подают в колонну [3].
Представляет большой интерес вопрос о применении химической очистки для обработки спирта, полученного из дефектного сырья. В. П. Грязнов и Г. В. Ржечицкая [4] исследовали действие марганцовокислого калия, едкого натра и кислого сернистокислого натрия на альдегиды, содержащиеся в спирте, полученном при переработке дефектного сырья. Обработке подвергались растворы масляного альдегида, акролеина и уксусного альдегида в чистом этиловом спирте. Авторы выяснили, что примененные ими реактивы не оказывают влияния на акролеин. Что касается уксусного и масляного Альдегидов, то обработка спирта щелочью и кислым сернистокислым натрием дала положительные результаты.
При переработке дефектного крахмалистого сырья и мелассы иногда задают щелочь на верхнюю тарелку ректификационной колонны с целью улучшения пробы на окисляемость.
Как правило, это увеличивает время окисляемости, однако всегда ведет к ухудшению органолептических показателей спирта-ректификата.
Как показали П. С. Цыганков и Ю. Д. Слива [5], улучшение показателей спирта при введении щелочи в спирт только кажущееся. Щелочь придает спирту неприятную горечь. Увеличение же времени окисляемости создает видимость улучшения качества спирта.
2. Очистка спирта активным углем
Активированными называют угли, которые после специальной обработки приобретают огромную поверхность адсорбции и поры которых вследствие этой обработки освобождены от смолистых веществ.
Активированные угли являются универсальными поглотителями для примесей спирта. Это свойство активированных углей было установлено Н. Д. Зелинским [6] при разработке проблемы денатурации спирта.
Применение адсорбционных методов очистки водно-спиртовых смесей известно давно. На казенных винных складах в дореволюционной России широко применялся метод очистки водно-спиртовых смесей путем фильтрации через слой березового или липового угля. Уголь загружали в колонки высотой до 4000 мм, которые соединялись в батареи по 4—7 штук. В этих колонках водно-спиртовой раствор крепостью 40% об. фильтровался последовательно через уголь со скоростью, обеспечивающей длительность контакта с углем не менее 24 часов.
Позднее для очистки водно-спиртовых смесей на ликеро-водочных заводах Союза получило по рекомендации проф. А. Н. Шустова применение активированного угля типа норит, поверхность которого в 80—100 раз превышает поверхность обычного древесного угля.
Фильтрация водно-спиртовых смесей улучшает их дегустационные свойства, что может быть объяснено различными соображениями.
Предполагают, что уголь адсорбирует некоторые примеси спирта, которые придают спирту неприятный вкус и аромат. Однако замечено, что уголь не только поглощает примеси, но и каталитически активизирует процесс окисления как самого спирта, так и его примесей. При этом происходит образование органических кислот [7]. Соединяясь со спиртом, они образуют сложные эфиры, например уксусноэтиловый, уксусноизоамиловый и другие.
В течение долгого времени считалось, что очищать водку большим количеством активированного угля нельзя и что контакт водки с углем не должен продолжаться более 30 мин, что объяснялось высокой активностью угля типа норит по сравнению с обычным углем.
Была установлена норма! для очистки 40%-ной водки: 16 грамм угля на 1 дал водки при продолжительности контакта 30 мин.
В. Ф. Комаров [7] исследовал вопрос о применении активированного угля для очистки водно-спиртовых растворов от примесей и пришел к заключению, что большие дозы активированного угля (несколько килограммов на 1 дал водки) в условиях непрерывной фильтрации ее через слой угля (динамический метод) улучшают дегустационные качества водки.
На основании этого исследования было предложено обрабатывать водку углем в фильтрах, заполненных активированным углем слоем высотой 4 м. При этом фильтры соединялись последовательно по 2 «ли по 3. Рекомендуемая скорость фильтрации 3,5 м/ч.
При фильтрации происходит селективная адсорбция ряда примесей из сложной поликомпонентной смеси. Интенсивность адсорбции зависит от марки углей. Замечено, что изоамиловый спирт поглощается более интенсивно (26—40%), чем уксусный альдегид (10—16%). С увеличением дозировок угля ((до некоторого предела) замечалось повышение пробы на окисляемость (пробы Ланга). Увеличения количества альдегидов за счет окисления не наблюдалось.
В. Ф. Комаровым разработай также простой метод регенерации активированного угля путем обработки его водяным паром (0,7 ати) и холодным воздухом [7].
Таким образом, эти исследования показали, что применение активированного угля для очистки водно-спиртовых смесей от примесей вполне возможно осуществить в условиях непрерывной фильтрации через слой большой высоты.
При этом было доказано, что дегустационные качества фильтруемого раствора улучшаются, по-видимому, за счет извлечения из раствора ингредиентов, сообщающих спирту дурной вкус и запах.
В. Ф. Комаров отмечает большое значение предварительной очистки обрабатываемого раствора от механических примесей путем фильтрации раствора до подачи его в угольный фильтр через песочные фильтры.
Описанные методы очистки до последнего времени не применялись на спиртовых заводах. Однако имеются сведения, что они получают распространение на некоторых зарубежных заводах. Так, на некоторых заводах Франции применяют обработку эпюрата активированным углем [8]. Этот прием применяют для получения ректификата особенно высокой очистки. Для этой цели спирт-ректификат разбавляют умягченной водой до 30% об. и вторично эпюрируют. Горячий эпюрат пропускают через активированный уголь типа норит. Очищенный эпюрат подвергают укреплению в ректификационной колонне.
Полагают, что обработка норитом горячего разбавленного эпюрата способствует удалению примесей, не улавливаемых аналитически, но портящих вкус и аромат спирта.
М. С. Шульман и А. Н. Бабкова [9] исследовали процесс адсорбции примесей этилового спирта активированным углем марки БАУ. В лабораторных опытах они установили, что активированный уголь извлекает из 50%-ното водно-спиртового раствора уксусный альдегид при концентрации его, превышающей 0,0005 % мас. При меньшей концентрации замечается увеличение содержания альдегида, как полагают авторы, за счет окисления спирта примесями, имеющимися в активированном угле. Активированный уголь адсорбирует также из 60%-ого водно-спиртового раствора уксусноэтиловый эфир и изоамиловый спирт.
Вопрос о применении активированного угля для очистки спирта изучался также Г.Л. Ошмяном и А.В. Игнатовой применительно к условиям водочного производства [10]. Исследованию подвергали сортировки до и после обработки адсорбентом. Авторы этой работы указывают, что органолептические свойства спирта зависят от качественного состава примесей, поэтому изменение последнего под влиянием обработки активированным углем может изменить органолептические свойства спирта.
Применяя разработанный авторами чувствительный метод аналитического определения, авторы обнаружили в спирте-ректификате соединения многих органических кислот (муравьиной, уксусной, пропионовой и др.). Они выявили, что под воздействием активированного угля качественный состав эфиров и кислот сдвигается в сторону обогащения соединениями большой молекулярной массы. По-видимому, изменение должно быть связано с повышением дегустационной оценки после обработки активированным углем.
Оценивая результаты проводимых исследований, можно считать, что применение активированных углей для очистки спирта в процессе ректификации перспективно и должно быть подвергнуто дальнейшим исследованиям.
3. Обработка спирта ионитными смолами
Синтетические ионообменные смолы (иониты) являются твердыми высокомолекулярными соединениями, механически прочными и нерастворимыми в обрабатываемой среде.
По своей структуре всякий ионит состоит из нерастворимых поливалентных ионов, несущих положительный или отрицательный заряд и окруженных подвижными ионами противоположного знака.
Бели заряд поливалентного иона отрицателен, а подвижные ноны — положительны, то ионит называется катионитом. Такой ионит способен обмениваться своими подвижными ионами с внешними катионами среды.
Хорошо синтезированный ионит теоретически не должен растворяться в воде и в растворах электролитов. На практике однако, в начале работы ионита имеется более или менее продолжительный период, в течение которого из ионита выщелачиваются растворимые вещества, загрязняющие обрабатываемую среду.
Иониты изготовляются в виде зернистой сыпучей массы или в виде листов из пластинок. Листовые иониты употребляются в качестве мембран для фильтрации через них обрабатываемой среды. Для увеличения механической прочности мембраны армируют прочными тканями (стеклоткань) или же формуют их из смеси ионита и эластичного пластика. Иониты получили широкое применение для очистки и умягчения воды. В пищевой промышленности они применяются для очистки сахарных соков в свеклосахарной промышленности, в производстве фруктовых вод для удаления избытка кислоты и т. д.
Имеются указания на попытки применения ионитов для очистки спирта от примесей [11], однако широкого применения этот метод не получил.
В.П. Грязнов и Г.В. Ржечицкая [4], изучая методы переработки дефектного крахмалистого сырья, применили для очистки водно-спиртовых растворов ионообменные смолы. Эффективность применения ионообменных смол была исследована на спирте-сырце.
Из исследованных ими смол анионит ЭДЭ-10П дал обнадеживающие результаты. Опыт применения этой смолы показал, что количество примесей в спирте-сырце значительно уменьшилось. Авторы обнаружили, что лучший эффект очистки получается для водно-спиртовых растворов крепостью 40—50% об., как это видно из рис. IX—1. Пример применения ионитных смол можно увидеть при чистке водно-спиртового раствора, полученного из синтетического спирта.
Авторы исследований высказали предположение, что пониженные дегустационные показатели качества спирта, выработанного из мелассы, вызываются присутствием в спирте промежуточных примесей и в первую очередь этиловых эфиров пропионовой, масляной и валериановой кислот.
При введении щелочи на верхние тарелки ректификационной колонны для их омыления образуются соли жирных кислот. Эти соли попадают в ректификат. При разбавлении спирта водой они, по мнению авторов исследований, придают ему горький вкус и неприятный запах.
Для удаления содержащихся в спирте эфиров и жирных кислот предложено обрабатывать его с помощью катионита Ку-2 и анионитов ЭДЭ-10П и АН-Ф.
Для исследования была сооружена полупромышленная установка на Львовском ликеро-водочном заводе.
Технологический режим, разработанный авторами, заключался в следующем. Спирт, подлежащий очистке, последовательно фильтровали через Н-катионит Ку-2, а затем через ОН-анионит АН-2Ф или ЭДЭ-10П. Скорость фильтрации спирта 3,0—3,5 дал/(кг-ч). Для обеспечения регенерационного цикла на 100 дал спирта в ионообменные колонки загружается 55 кг анионита и 40 кг катиолита. Размеры цилиндрических колонок: Н = 1,5 м, d = 0,4 м.
Для непрерывной очистки спирта устанавливается две пары колонок. Пока одна пара работает, вторая проходит регенерацию. Регенерация ионитов проводится путем промывки водой и пропускания через колонку регенерирующих растворов. Через ионит пропускается раствор NаОН, через катионит — раствор НСl. После пропускания регенерирующих растворов колонки промывают деминерализованной водой.
Результаты очистки спирта приведены ниже.
Результаты очистки спирта, полученного при переработке мелассы, на полупромышленной установке
До обработки
После обработки
Крепость, % об
96,2
96,2
Проба на чистоту с серной кислотой
Выдерживает
Выдерживает
Проба на окисляемость, мин
30
33
Содержание альдегидов в пересчете на безводный спирт, % об.
0,00025
0,00025
Содержание сивушного масла в пересчете на безводный спирт, % об.
0,0005
0,0005
Кислотность в пересчете на уксусную, мг/л
12,0
6,3
Содержание эфиров в пересчете на уксусноэтиловый, мг/л
29,2
17,3
Наличие жирных кислот при концентрировании примесей в 100 раз
уксусная
Обнаружена
Обнаружена
пропионовая
Обнаружена
Не обнаружена
масляная
Обнаружена
Не обнаружена
валериановая
Не обнаружена
Не обнаружена
Проба на метиловый спирт
Выдерживает
Выдерживает
Фурфурол
Отсутствует
Отсутствует
Дегустационная оценка, баллы
8,75
9,79
Результаты очистки спирта, полученного при переработке мелассы, на полупромышленной установке
(иониты Ку-2 и ЭДЭ-10П)
До обработки
После обработки
Крепость, % об
96,2
96,2
Проба на чистоту с серной кислотой
Выдерживает
Выдерживает
Проба на окисляемость, мин
30
35
Содержание альдегидов в пересчете на безводный спирт, % об.
0,00025
0,00025
Содержание сивушного масла в пересчете на безводный спирт, % об.
0,0005
0,0005
Кислотность в пересчете на уксусную, мг/л
12,0
6,0
Содержание эфиров в пересчете на уксусноэтиловый, мг/л
29,2
16,1
Наличие жирных кислот при концентрировании примесей в 100 раз
уксусная
Обнаружена
Обнаружена
пропионовая
Обнаружена
Не обнаружена
масляная
Обнаружена
Не обнаружена
валериановая
Обнаружена
Не обнаружена
Проба на метиловый спирт
Выдерживает
Выдерживает
Фурфурол
Отсутствует
Отсутствует
Дегустационная оценка, баллы
8,75
9,79
Приведенные данные говорят о том, что ионитная очистка повышает дегустационные показатели мелассного спирта. Они, по-видимому, подтверждают также предположение авторов о рицинах, вызывающих понижение дегустационных показателей мелассного спирта, хотя вопрос этот нуждается в дальнейшей проверке.
При внедрении разработанных методов ионитной очистки спирта в производство встретились значительные трудности, связанные с качеством ионитов и их поведением при длительной эксплуатации. Это потребовало уточнения условий на угли, поставляемые химической промышленностью. Работа в этом направлении ведется УкрНИИСПом.
4. Термическая обработка спирта
Термическая обработка спирта с целью улучшения его качества получила некоторое распространение во Франции [8]. Согласно французскому патенту, при подогреве спирта до 30—140° С происходит разложение примесей, ухудшающих качество спирта.
Лаборатория ректификации ЦНИИСПа в течение ряда лет проводила исследование метода термической обработки спирта в лабораторных и производственных условиях.
В 1959—1960 гг. были проведены лабораторные опыты, в которых термической обработке подвергали образцы спирта-ректификата [17] первого сорта и высшей очистки, отклонявшиеся от стандарта по пробе на окисляемость. Эти образцы подвергали перегреву в автоклаве до 100—140° С в течение 5— 20 мин, после чего часть спирта в виде паров отбирали. При анализе охлажденного остатка спирта было найдено значительное улучшение пробы на окисляемость (на 10—15 мин). Улучшились также и дегустационные показатели. Была найдена оптимальная температура перегрева 100—110° С при продолжительности 5—10 мин.
В дальнейшем опыты были перенесены в производственные условия [8, 18]. Выли созданы две производственные установки для термической обработки спирта: на Мичуринском экспериментальном заводе и на Липецком спиртовом заводе. Установка Мичуринского завода состояла из следующих элементов: подогревателя спирта, подогревателя-выдерживателя, холодильника, сепаратора, расширителя, спиртоловушки и конденсатора.
На данной установке спирт, поступающий со 2-й и 3-й тарелок ректификационной колонны, выдерживали при температуре 90—92° С в течение 5 мин.
Аналогичная установка на Липецком заводе давала возможность работать при более высокой температуре (98—99°С). Следует отметить, что в этом случае температура была значительно ниже рекомендуемой французским патентом (130— 140°) и оптимальной температуры обработки, найденной лабораторными опытами, проведенными в ЦНИИСПе (100—110°С).
Можно заключить, что причинами изменения качества спирта при термической обработке на Мичуринской установке могли быть: изменение состава примесей спирта и отгонка части легколетучих продуктов и их удаление из конденсатора.
Возможно, что вторая причина в ряде случаев является основной.
В таблице IX—1 приведены данные анализа спирта до и после термообработки на Липецком заводе.
Рассматривая данные табл. IX—1, можно констатировать улучшение аналитических показателей. Они указывают также на улучшение дегустационных показателей. Сопоставляя аналитические показатели спиртов до и после термообработки и конденсата из сепаратора, можно установить, что значительную роль в этом процессе играет отгонка легколетучих примесей. Однако определить долю этого участия не представляется возможным, так как баланс примесей в работе не дан. Весьма вероятна и роль химических процессов, происходящих в спирте во время термообработки.
Чем бы ни вызывалось улучшение показателей, следует признать возможность улучшения качества спирта путем термообработки.
Интересно также проследить за поведением отдельных примесей спирта при термообработке. В рассматриваемой работе [18] авторы провели газохроматографический анализ, результаты которого приведены в табл. IX—2.
Авторы указывают, что вследствие термообработки некоторые примеси (диацетил, X) полностью удаляют из спирта. Интересно отметить, что термообработка весьма мало отражается на содержании метилового спирта.
Опыты, проведенные при более высокой температуре на Липецком заводе (98—99°С), в основном дали те же показатели, что и опыты на Мичуринском заводе.
Представляют также большой интерес исследования процесса термообработки, проведенные Ю. Д. Сливой и П. С. Цыганковым [5] в КТИППе. В этих исследованиях химизм процесса термообработки был подвергнут более глубокому изучению. (См. также Ю. Д. Слива, П. С. Цыганков, В. Ф. Суходол. «Известия вузов. Пищевая технология», № 1, 1968. )
Авторы нашли, что наибольший эффект очистки спирта при термообработке достигается при нагревании жидкой фазы спирта при 120° С в течение 10 мин.
Уменьшение содержания примесей при этом происходит как за счет удаления примесей с паровой фазой, так и за счет химических превращений. При этом термообработка влияет на такие примеси, как акролеин, диацетил, кротоновый альдегид.
Одной из причин улучшения дегустационных качеств спирта после термообработки и основной причиной повышения пробы на окисляемость является, по предположениям авторов, уменьшение содержания акролеина, диацетила и кретонового альдегида. Поэтому заметный эффект термообработка может дать тогда, когда низкое качество спирта объясняется присутствием этих соединений.
Если же низкое качество спирта обусловливается наличием сложных этиловых эфиров масляной, пропионовой или валериановой кислоты, то термообработка не дает существенного улучшения качества спирта.
Авторы нашли, что разведение водно-спиртовой смеси перед термообработкой нецелесообразно.
Было также экспериментально установлено, что при наличии щелочи термообработка может привести к образованию кротонового альдегида, поэтому термообработке рекомендуется подвергать только спирт, свободный от щелочи.
Интересная работа Ю. Д. Сливы и П. С. Цыганкова положила начало изучению химизма термообработки спирта. Эта работа должна быть продолжена.
1. Гладилин Н. И. Руководство по ректификации спирта. Пищепромнздат, 1952.
2. Климовский Д. Н., Стабников В. Н. Технология спирта. Изд. 3-е. Пищепромиздат, 1960.
3. Фертман Г. И., Покровский А. Л., Вишневская Т. Л. «Спирто-водочная промышленность», 1940, № 3.
4. Грязнов В. П., Ржечицкая Г. В. Труды ЦНИИСПа. Вып. VIII 1959.
5. Цыганков П. С., Слива Ю. Д. Сб. «Пищевая промышленность», № 6. изд-во «Техника», Киев, 1967.
6. Серпионов а Е. Н. Промышленная адсорбция газов и паров. Госхимиздат, 1956.
7. Комаров В. Ф. Динамический метод очистки водно-спиртовых растворов активированным углем и регенерация отработанного угля в фильтрах паром и воздухом. Автореферат диссертации. ВХТИ, 1949.
8. Тернов с кий Н. С., Грязнов В. П. «Спиртовая промышленность», 1960. № 4.
9. Шульман М. С., Бабко в а А. Н. Труды ЦНИИСПа. Вып. IX, 1960.
10. Ошмян Г. Л., Игнатова А. В. Труды ЦНИИСПа. Вып. XI, 1961.
Классический спиртзавод
Настоящая водка должна быть прозрачной
