--PAGE_BREAK--К ненасыщенным алифатическим альдегидам относятся цитраль и цитронеллаль.
Цитраль С10Н16О встречается в виде смеси двух изомеров (α и β), представляющих собой бесцветные подвижные жидкости с характерными, но различными запахами. Под воздействием воздуха цитраль быстро окисляется и принимает желтый цвет. Температура кипения 228-229ºС. Цитраль является составной частью лимонного масла.
Цитронеллаль С10Н18О представляет собой неразделимую смесь двух изомеров. Входит в состав лимонного мандаринового масел. Жидкость кипит при температуре 205-208ºС.
Из ряда циклических альдегидов в химическом составе растений, примняемых в ликеро-водочном производстве, встречаются бензальдегид, анисовый альдегид и ванилин.
Анисовый альдегид С8Н8О2 содержится в анисовом, бадьяновом и фенхелевом маслах, ванилин найден в стручках ванили и в гвоздичном масле. Белок кристаллическое вещество с сильным приятным запахом и жгучим вкусом. Температура плавления 81-82ºС, кипения 263ºС.
Из алифатических альдегидов нетерпенового происхождения уксусный СН3СНО содержится в ирисовом, перечно-мятном и анисовом эфирных маслах, иониловый С8Н17СНО – в ирисовом, розовом, коричном, мандариновом и лимонном маслах и дециловый С9Н19СНО – в можжевеловом, померанцевом, неролиевом и каринадровом маслах.
Из числа терпеновых моноциклических кетонов в эфирных маслах, применяемых в ликеро-водочном производсвте, встречается карвон, дигидрокарвон и ментон.
Карвон С10Н14О входит в состав тминного (50-60%) эфирного масла и масла кудрявой мяты (70%). Представляет собой бесцветную, вязкую жидкость с зпахом тмина. Температура кипения 230ºС.
Дигидрокарвон С10Н16О также находится в тминном масле. Бесцветная, маслянистая жидкость, обладающая запахом карвона и одновременно ментона. Температура кипения 221-222ºС.
Ментон С10Н18О найден в масле перечной мяты. Жидкость с мятным запахом. Температура кипения 207ºС. К бициклическим терпеновым кетонам относится ирон С13Н20О, содержащийся в эфирном масле корневищ ириса. Ирон – малоподвижная маслянистая жидкость. В разведенном спиртовом растворе имеет приятный запах фиалки, кипит при 144ºС (при давлении 10 мм.рт.ст.).
2. Технологическая сущность процесса [3]
2.1. Внесение в сортировку ингредиентов
В зависимости от наименования водки для придания соответствующего аромата в сортировку вносят небольшое количество ингредиентов – сахара, инвертированного сахара, меда, лимонной кислоты, гидрокарбоната натрия, уксуснокислого натрия, перманганата калия и др. Например, в 1000 дал сортировки водки «Экстра» добавляют 25 кг рафинированного сахара-песка и от 1 до 10 г КМnO4 (в зависимости от качества спирта); в 1000 дал «Водки» — 10 кг рафинированного сахара-песка (инвертированного), 1 кг гидрокарбоната натрия и 0.3 кг лимонной кислоты.
Сахар (сахароза) и инвертированный сахар добавляют в виде водных концентрированных растворов — сиропов, мед – в виде раствора в водке. Сахарный сироп смешивают с сортировкой при ее приготовлении, инвертированный сахарный сироп и раствор меда вводят после обработки сортировки активным углем. Последнее объясняется тем, что моносахариды и ароматические вещества меда частично адсорбируются активным углем, это приводит не только к перерасходу ингредиентов, но и к преждевременному истощению активного угля. Кроме того, при растворении меда в водке выделяются коллоидные вещества, забивающие поры активированного угля.
Дл приготовления раствора меда его смешивают с водкой в соотношении 1:10. Полученный раствор фильтруют на рамном фильтре через асбестоцеллюлозные пластины с намывным кизельгуровым слоем (3 кг кизельгура на 1 м2 поверхности фильтрующих пластин) или только через фильтрующий картон марки КТФ-2.
Марганцовокислый калий добавляют к сортировке в виде водного раствора до введения сахарного сиропа.
Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) добавляют на каждые 1000 дал сортировки, определяя его количество (в кг) по формуле:
, (2.1)
где 0.84 – количество химически чистого гидрокарбоната натрия, необходимое для повышения щелочности 1000 дал сортировки на величину, эквивалентную 1 мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл, кг;
А1 – начальная щелочность сортировки, мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл;
А2 – требующаяся щелочность сортировки, мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл.
Товарный гидрокарбонат натрия содержит 98.5% основного вещества, поэтому его дозировку соответственно увеличивают. Гидрокарбонат предварительно размешивают в бачке, вылуженном чистым оловом, с небольшим количеством сортировки до получения однородной суспензии, которую сливают в сортировочный чан, тщательно размешивают с сортировкой в течение 10 мин и затем отстаивают 15 мин.
Раствор уксуснокислого натрия приготовляют нейтрализацией уксусной кислоты гидрокарбонатом натрия в бачке, также вылуженном чистым оловом. Для этого 0.25 л 80%-ной уксусной кислоты разводят умягченной водой до 2 л и в полученный раствор при постоянном перемешивании добавляют небольшими порциями гидрокарбонат натрия до нейтральной реакции.
Вкусовые добавки повышают плотность водно-спиртового раствора, поэтому показания спиртометра будут ниже (видимая крепость). Истинную крепость определяют после перегонки пробы и разбавления отгона дистиллированной водой до первоначального объема или внесением поправки в видимую крепость, по Грацианову А.Н. (табл.1 ).
Таблица 1
Поправки в видимую крепость
Содержание сухого остатка, мг/л
Положительная поправка к показанию спиртометра, %об.
Содержание сухого остатка, мг/л
Положительная поправка к показанию спиртометра, %об.
75
0.05
600
0.35
150
0.10
650
0.40
260
0.15
725
0.45
375
0.20
800
0.50
460
0.25
900
0.55
550
0.30
1000
0.60
2.2. Обработка водно-спиртовой смеси активированным углем
Для удаления из сортировки примесей, придающих ей неприятный запах и вкус, производят обработку ее активным углем. В ликероводочном производстве применяют активный уголь марки БАУ. Его получают на лесохимических заводах путем обугливания без доступа воздуха березовой или буковой древесины и последующей обработки перегретым водяным паром. При обработке паром уголь активируется, так как поры его освобождаются от продуктов сухой перегонки и частично от минеральных примесей, а поверхность угля насыщается кислородом воздуха.
Активный уголь БАУ представляет собой зерна величиной от 1.0 до 3.5 мм. Предполагают, что активный уголь адсорбирует некоторые примеси, которые придают спирту неприятный вкус и аромат. Кроме того он катализирует реакции окисления спирта и его примесей с образованием карбоновых кислот и их последующую этерификацию, т.е. образование сложных эфиров (уксусноэтилового, уксусноизоамилового и др.), сообщающих водке приятный аромат и улучшающих ее вкус.
Обработку сортировки активным углем проводят в колонках медных или из нержавеющей стали путем фильтрации через высокий слой угля внизу вверх. Такой метод обработки назван динамическим.
Скорость фильтрации водно-спиртовых смесей через угольную колонку (слой угля высотой 4 м) зависит от вида колонки и активности угля. Так, для водок «Столичная» и «Экстра» скорость фильтрации при свежем угле не должна превышать 30 дал/ч, а при регенерированном угле – 20 дал/ч. Для остальных видов водок при свежем угле до 80 дал/ч, при регенерированном – до 60 дал/ч.
По условиям производства допускается меньшая скорость фильтрации, минимальная скорость 2-3 дал/ч.
2.3. Регенерация отработавшего активного угля
Примеси, поглощаемые активным углем в процессе обработки сортировки, снижают его адсорбционные и каталитические свойства. Продолжительность работы угольной колонки зависит от ряда факторов: тщательности фильтрации сортировки через песок, качества угля, спирта и воды, высоты слоя угля и других. В заводской практике обычно считают, что через колонку можно пропустить от 15 до 100 тыс. дал сортировки.
Адсорбционную и каталитическую способности отработавшего угля периодически необходимо восстанавливать. С этой целью отработавший уголь подвергают термической регенерации – обработке в колонке водяным паром при температуре 110-130ºС. Термическая регенерация угля основана на обратимости адсорбционного процесса. Процесс адсорбции протекает с выделением тепла; если нагревать отработавший уголь, происходит десорбция – освобождение его активной поверхности от поглощенных веществ. Примеси, содержащиеся в спирте, являются летучими веществами, и поэтому путем нагревания угля можно освободить его от всех поглощенных примесей спирта.
Полученный при регенерации угля дистиллят, содержащий спирт, направляют на ректификацию или для приготовления спирта-денатурата. Содержание спирта в дистилляте постепенно уменьшается; при содержании спирта, равном нулю, дистиллят направляют в канализацию. Обработку угля паром ведут до тех пор, пока получаемый дистиллят не приобретет нейтральную реакцию и потеряет неприятный запах. Затем через уголь продувают воздух с целью насыщения кислородом. Продувку воздуха прекращают, когда температура угля в колонке снизится до 50-55ºС. На этом процесс регенерации угля, считают законченным.
Обработка паром и продувка воздухом восстанавливают адсорбционные и каталитические свойства угля. Потери угля при таком способе регенерации незначительны.
3. Описание технологической схемы производства водки «Золотой родник» [3]
Технологическая схема производства водки «Золотой родник» включает следующие стадии:
1. приемка спирта;
2. подготовка воды;
3. приготовление инвертированного сахарного сиропа;
4. приготовление водно-спиртового раствора (сортировки);
5. обработка водно-спиртового раствора активным углем:
6. внесение ингредиентов и корректировка купажа водки;
7. контрольное фильтрование водки;
8. расфасовка, оформление и хранение готового изделия.
Для приемки спирта на заводах имеется спиртоприемное отделения, оборудованное сливными устройствами, мерниками и насосами. Спирт из автоцистерн сливается через нижнюю трубу по резиновому шлангу. Из железнодорожных цистерн слив спирта осуществляется с помощью насоса (принудительно).
В ликероводочном производстве вода – это один из основных видов сырья, доля которого составляет 60%. Особое значение имеет жесткость воды и ее солевой состав. Общая жесткость воды для ликероводочных изделий не должна превышать 1 мг /дм3. Требование к жесткости воды вызвано тем, что в водно-спиртовых смесях растворимость кальциевых и магниевых солей, обуславливающих в основном жесткость воды, меньше, чем в питьевой, и при смешивании спирта с жесткой водой эти соли образуют осадок, вызывающий помутнение.
Согласно ГОСТу воды должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь посторонних привкусов и запахов, не содержать патогенных микроорганизмов.
Общая жесткость воды не должна превышать мг/л (в отдельных случаях допускается до 17 мг/л). Содержание железа (суммарное) не больше 0.3 мг/л; содержание других элементов (в мг/л) следующее: свинца 0.1; мышьяка 0.05; фтора 1.5; меди 3.0; цинка 5.0; активного хлора 0.5.
Кроме этих требований к питьевой воде предъявляются дополнительные. Она должна содержать минимальное количество продуктов распада органических азотистых веществ (нитраты, нитриты, аммиак), органических и легко окисляющихся неорганических примесей. Аммиака и нитритов допускаются лишь следы, нитратов – не больше 40 мг/л; окисляемость – не выше 3 мг O2/л, или 0.759 мг KMnO4/л.
Вода из водопровода поступает в фильтр грубой очистки мешочного типа 1. Фильтр заполнен слоем кварцевого песка, на поверхности которого удерживаются взвешенные частицы. Песочный фильтр имеет простую конструкцию и удобен в эксплуатации.
Далее вода с помощью насоса 2 поступает в Na-катионитовую установку. Установка представляет собой вертикальный закрытый сосуд цилиндрической формы. Работа Na-катионитовой утсановки заключается в циклическом проведении четырех операций: умягчение воды, взрыхление катионита и регенерация его раствором поваренной соли, отмывка от солей кальция и магния и от избытка поваренной соли.
В течение длительного периода работы установки жесткость умягченной воды остается практически постоянной в пределах до 0.07 мг/л. Постепенно жесткость воды возрастает, и когда она достигает 0.14 мг/л, установка переключается на регенерацию.
Регенерация установки происходит следующим образом. В баке солевого раствора 4 готовят 5-10% раствор поваренной соли. Этот солевой раствор прокачивают через Na-катионитовую установка сверху вниз, затем установка промывается 1700-2000 л воды. Установка готова к работе.
Умягченная вода с помощью насоса 5 поступает в обратноосмотическую установку 6, где вода обессоливается и из нее удаляется патогенная микрофлора. Подготовленная вода поступает в буферную емкость 7.
Для приготовления водки ректификованный спирт из буферной емкости 8 смешивают с подготовленной умягченной водой из буферной емкости 7. Сортировку готовят крепостью 40 об.%. Сортировку готовят в геометрически закрытом аппарате 9. В смеситель из буферных емкостей подается рассчитанное количество спирта, а затем вода. Так как плотность спирта меньше плотности воды, то он, поднимаясь вверх, способствует лучшему перемешиванию. Перемешивание водно-спиртовой смеси происходит с помощью насоса 10. Далее водно-спиртовая смесь проходит через теплообменник 11, где охлаждается водой до температуры 20ºС, и направляется в напорную емкость 12.
Перед подачей в производство водки «Золотой родник» сортировка с помощью насоса 13 вновь проходит через теплообменник 14.
В сортировке содержится небольшое количество взвешенных частиц (сотые или тысячные доли процента). Для освобождения от них сортировку фильтруют до и после обработки активным углем. Фильтрация через песочный фильтры после угольной очистки необходима для задержания мелкодисперсных частичек угля, образующихся в процессе очистки вследствие гидростатического воздействия потока жидкостей.
Вода из теплообменника 14 поступает в песочный фильтр 15. В качестве фильтрующего материала применяется кварцевый песок. Размеры пор фильтрующего материала, как правило, меньше размеров взвешенных частиц, находящихся в фильтруемой жидкости, однако некоторые частицы меньшего размера вначале проходят через поры фильтрующего материала и поэтому первые порции фильтрата получаются мутными. В дальнейшем на фильтрующем материале образуется слой взвешенных частиц, через который фильтруется сортировка, и фильтрат получается прозрачным. Фильтрация происходит под давлением. По мере увеличения количества профильтрованной жидкости высота слоя осадка на фильтрующем материале увеличивается. Пропорционально высоте этого слоя увеличивается сопротивление, и скорость фильтрации уменьшается. Поэтому необходимо периодически очищать фильтрующую поверхность от образовавшегося осадка. Фильтрацию сортировки проводят сверху вниз со скоростью не более 0.77 м/ч или 30 дал/ч.
Для удаления из сортировки примесей, придающих ей неприятный запах и вкус, производят обработку ее активным углем. Обработку сортировки проводят в угольной колонке 17 путем фильтрации через высокий слой угля снизу вверх. Скорость фильтрации водно-спиртовой смеси через угольную колонку 17 не должна превышать 40 дал/ч.
После обработки активным углем полученную сортировку фильтруют, что позволяет удалить мельчайшие частички угля и получить продукт безукоризненно прозрачный, с кристальным блеском. Фильтрацию водки проводят в песочном фильтре 18. Полученную сортировку направляют в доводной чан 19, где проверяют ее крепость. При отклонении крепости от пределов, установленных стандартом, сортировку следует довести до требуемой крепости добавлением спирта или воды. Готовую сортировку направляют в купажный чан 25.
продолжение
--PAGE_BREAK--