Технология производства коньяка

Технология производства коньяка

Общие сведения о коньяке

Основным сортом белого винограда, из которого производится коньяк, является юни блан -- медленно созревающий сорт с высокой кислотностью, высокой урожайностью и устойчивостью к болезням (в частности, к серой гнили и филлоксере). Кроме юньи блан, в хозяйствах, в меньшей степени, выращивают и используют в производстве коньяка сорта фоль бланш, коломбар и монтиль. Они дают более ароматные и богатые во вкусе спирты, нежели юньи блан, но очень сложны в выращивании. Сбор урожая в хозяйствах обычно происходит в октябре.

Сразу же после сбора урожая начинается отжим виноградного сока. При отжиме сока традиционно используют горизонтальные пневматические прессы, которые не дробят косточки ягод. Использование прессов с архимедовым винтом запрещено законодательством. Отжатый виноградный сок далее отправляют на ферментацию. К слову, добавление сахара (или шаптализация) при ферментации запрещено законодательством. Как и весь процесс производства, отжим и ферментация тщательно контролируются, так как они играют определяющую роль в итоговом качестве коньячного спирта. Ферментация длится порядка трёх недель, после чего, вина с высокой кислотностью и содержащие 9 % алкоголя, отправляют на дистилляцию.

Процесс дистилляции ферментированного виноградного вина происходит в традиционном «шарантском перегонном кубе», состоящем из подогреваемого на открытом огне экстракционного котла (источниками огня являются уголь или газ), колпака котла в форме «луковицы», и трубки, изогнутой в виде «лебединой шеи», которая далее трансформируется в змеевик, проходящий через охладитель. Непосредственно процесс дистилляции состоит из двух этапов:

1-й этап -- это получение первичного базового дистиллята, так называемого спирта-сырца (фр. premiиre chauffe), крепостью порядка 27-32 %. Небольшие производители дистиллируют вино «на осадке», то есть не фильтруя, тем самым получают спирт-сырец с максимальным количеством ароматических и вкусовых составляющих, что в последующем, передается характеру будущего коньяка;

2-й этап -- это отправка спирта-сырца на вторичную дистилляцию для получения уже базового высококачественного коньячного спирта (фр. bonne chauffe). Во втором этапе дистилляции полностью открывается опыт и мастерство «мастера дистилляции», на котором лежит ответственность за корректный отбор первой, второй и третьей фракции дистиллята. Именно вторая фракция, крепостью 68-72 % алкоголя, идёт на дальнейшую выдержку в дубовых бочках и становится коньяком.

Согласно законодательству, коньячный спирт, дабы называться коньяком, должен быть выдержан в дубовых бочках не менее двух лет. Максимальный же возраст выдержки коньяка не ограничен законодательно. Но, как показывает практика, выдержка коньяка в бочке более 70 лет уже не влияет на его характер и изменения, происходящие с ним, незначительны. Дуб, как материал для изготовления бочек, выбран по причине прочности, мелкозернистости структуры и высоких экстрактивных качеств. Бочки для коньяка, объёмом от 270 до 450 литров, до сих пор изготавливают вручную из ствола дуба, произрастающего в лесах Тронсё и Лимузен, возрастом не менее 80 лет. Тронсейсий дуб характеризуются крупнозернистой мягкотанинной структурой, в то время как лимузенский -- среднезернистой, твердой и высокотанинной структурой. При изготовлении бочки обжигаются изнутри, дабы размягчить структуру дерева, повысив тем самым его экстрактивные качества. Существует несколько уровней обжига бочек, в зависимости от потребностей производителя. Интересно, что после обжига внутренняя поверхность бочки покрыта слоем жженого сахара -- видоизмененной, под воздействием температуры, глюкозы, находящейся в структуре дерева. После заполнения, бочки с будущим коньяком помещают в погреб для последующей выдержки или «созревания».

За время первых лет выдержки, коньячный спирт меняется, происходит экстрагирование извлекаемых из древесины дубильных веществ, лигнина, редуцирующих сахаров, и в меньшей степени -- аминокислот, липидов, летучих кислот и масел, смол, а также ферментов. Коньячный спирт приобретает золотистую окраску и наполняется древесно-ванильными ароматами. Со временем коньяк становится темнее в цвете, мягче и округлее, в аромате и вкусе появляется множество оттенков, среди которых ноты цветов, фруктов и специй. Природная влажность погреба также оказывает большое влияние на будущий коньяк. Чем ниже влажность в погребе, тем более структурным становится коньяк, чем выше влажность погреба, тем с годами коньяк становится мягче и округлее. В процессе выдержки значительная часть коньяка испаряется через поры дерева (во Франции это называется part des anges -- доля ангелов). «Доля ангелов» представляет собой эквивалент более чем двадцати миллионов бутылок в год. Интересно, что эти «потери» служат питательной средой для микроскопических грибов, Torula compniacensis, которые покрывают стены погреба, придавая им характерный чёрный цвет.

Если коньяк, по мнению «мастера погреба», достигает пика в своем развитии, его переливают из бочек в стеклянные бутыли, так называемые «дам-жоны» (фр. Dames-Jeanne), укупоривают и помещают в самое удаленное место погреба, где они могут храниться десятилетиями без изменений -- это «райское» место (фр. Paradis)

В большинстве случаев, коньяк получают путём ассамблирования (или смешивания) коньячных спиртов разных лет выдержки. При этом выдержка конечного продукта определяется минимальным сроком выдержки составляющих. При массовом производстве коньяка, ассамблирование позволяет поддерживать его одинаковые органолептические свойства, независимо от качества урожая винограда. Также существуют коньяки с указанием конкретного возраста выдержки и указанием года сбора урожая. Производство коньяков с указанием года сбора урожая, или миллизимных, находится под особым контролем Национального Межпрофессионального Бюро коньяков.

Коньяки стран СНГ в зависимости от срока выдержки коньячных спиртов и качества делятся на ординарные, марочные и коллекционные.

Ординарные коньяки готовят из коньячных спиртов, выдержанных 3-5 лет, и подразделяют на следующие группы:

- коньяк «три звездочки» - из коньячных спиртов, выдержанных не менее 3 лет;

- коньяк «пять звездочек» - из коньячных спиртов среднего возраста не менее 5 лет;

- коньяки специальных наименований - из коньячных спиртов среднего возраста не менее 4 лет.

Марочные коньяки готовят из коньячных спиртов, выдержанных в дубовых бочках, среднего возраста не менее 6 лет и подразделяют на следующие группы:

- коньяк выдержанный «KB» - из коньячных спиртов среднего возраста не менее 6 лет;

- коньяк «КВВК» - из коньячных спиртов среднего возраста не менее 8 лет;

- коньяк «КС» - из коньячных спиртов среднего возраста не менее 10 лет.

Марочные коньяки должны иметь собственные наименования (марочное название).

К коллекционным коньякам относят марочные коньяки, дополнительно выдержанные в дубовых бочках или бутах не менее 3 лет.

Объемная доля спирта, массовая концентрация сахара и срок выдержки коньячных спиртов устанавливаются технологическими инструкциями для каждого наименования коньяка, утвержденными в установленном для каждого региона порядке. Основные показатели качества коньяков представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Физико-химические показатели коньяков (по ГОСТ 13741-91)

Содержание токсичных элементов в коньяке не должно превышать допустимые уровни, установленные «Гигиеническими требованиями безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» Сан-ПиН 2.3.2.1078-01.

Коньячные виноматериалы производят по белому способу из белых, розовых или красных сортов винограда, не имеющих специфического, сильно выраженного аромата и интенсивно окрашенного сока.

Согласно действующим технологическим инструкциям на коньячное производство должен направляться виноград с массовой концентрацией Сахаров не менее 140 г/дм³ и титруемых кислот - не менее 6 г/дм³. Однако в связи с частыми неблагоприятными климатическими условиями, а также недостаточным обеспечением сырьем допускается использование винограда с массовой концентрацией сахаров ниже 140 г/дм³.

Направляемый на коньячное производство виноград перерабатывают на поточных линиях, снабженных как центробежными, так и валковыми дробилками-гребнеотделителями. При этом для производства коньячных виноматериалов рекомендуется использовать только самотек и первую прессовую фракцию.

После 6-8 ч отстаивания и осветления на холоде при температуре 10-12° С или в течение 12-15 ч без охлаждения виноградное сусло направляют на брожение. Брожение производят без применения диоксида серы периодическим способом в резервуарах различной вместимости или непрерывным способом в линиях непрерывного сбраживания различных модификаций.

В готовых коньячных виноматериалах объемная доля спирта должна быть не менее 8%, массовая концентрация титруемых кислот - не менее 4,5 г/дм³, сахаров - не более 3 г/дм³, летучих кислот - не более 1,2 г/дм³, общей сернистой кислоты - не более 15 мг/дм³, а допустимая объемная доля дрожжей - не более 2%.

1. Технология производства

1.1 Аппаратурно-технологическая схема

Рис.1. Аппаратурно-технологическая схема односгоночного аппарата ПУ-500

(1 - куб-подогреватель; 2 - вентиль; 3, 13 - трубы; 4 - укрепляющая колонка; 5 - змеевик; 6 - конденсатор; 7 - паропровод; 8 - перегонный куб; 9 - вакуум-прерыватель; 10 - ротаметр; 11- дефлегматор; 12 - термометр; 14 - холодильник; 15 - спиртовой фонарь; 16, 17 - сборники)

Для перегонки виноматериалов на коньячный спирт используют кубовые аппараты периодического действия и колонные аппараты непрерывного действия. В странах СНГ в качестве аппаратов периодического действия используют односгоночные аппараты ПУ-500, снабженные концентрирующей колонкой и дефлегматором с водяным охлаждением, и двусгоночные аппараты, снабженные шаровым или другой формы дефлегматором с воздушным охлаждением (рис. 1.).

Рис. 2. Аппаратурно-технологическая схема двусгоночного аппарата шарантского типа

(1 - напорный бак; 2 - подогреватель; 3, 7 - вентиль; 4 - перегонный куб; 5 - кран; 6 - воздушник; 8 - холодильник; 9 - фонарь; 10 - контрольно-измерительное устройство; 11 - спиртоприемник)

На аппаратах ПУ-500 в результате однократной перегонки виноматериала получают последовательно головную, среднюю и хвостовую фракции дистиллята. При этом головную фракцию, отбираемую в количестве 1-3% от содержания безводного спирта в перегоняемом сырье, выделяют и направляют на ректификацию; среднюю фракцию, с объемной долей спирта 62-70%, отбирают как коньячный спирт, а хвостовую фракцию возвращают в перегоняемое сырье.

На двусгоночных аппаратах шарантского типа в результате перегонки виноматериала получают сначала спирт-сырец коньячный с объемной долей спирта 22-32%, который по мере соответствующего накопления подвергают повторной перегонке с получением коньячного спирта и выделением головной и хвостовой фракций (рис. 5). При этом головную фракцию, отбираемую в количестве 1-3% в начале перегонки спирта-сырца, выделяют и направляют на ректификацию. Хвостовую фракцию отбирают после получения коньячного спирта при объемной доле спирта в спиртовом фонаре 45-50% и возвращают в перегоняемые виноматериал или спирт-сырец коньячный. С целью более эффективного выделения нежелательных высших спиртов с головной фракцией отбор последней целесообразно производить при первичной перегонке виноматериала.

На двусгоночных аппаратах может быть использована также технология, по которой в результате перегонки коньячного спирта-сырца выделяют коньячный спирт, а получаемые головные и хвостовые фракции объединяют и перегоняют вторично с получением коньячного спирта и вторичным выделением головных и хвостовых фракций, которые направляют на ректификацию. Двусгоночные схемы перегонки виноматериалов могут быть также осуществлены на модернизированном аппарате ПУ-500, позволяющем направлять образующуюся в дефлегматоре флегму в холодильник.

Технология получения коньячных спиртов методом двойной сгонки и используемые для ее реализации аппараты шарантского типа характеризуются тем, что в условиях простой, бездефлегмационной пере гонки обеспечивают беспрепятственный переход в дистиллят всех содержащихся в перегоняемом сырье летучих примесей.

Другой особенностью аппаратов шарантского типа является то, что они имеют низкую производительность, приводят к высоким потерям спирта при перегонке и требуют больших энергетических затрат.

С целью частичного устранения указанных недостатков может быть использован разработанный во ВНИИВиВ «Магарач» способ получения коньячных спиртов. Сущность этого способа заключается в том, что первую перегонку виноматериала производят на высокопроизводительных и требующих минимальных энергозатрат аппаратах непрерывного действия, а полученный таким образом коньячный спирт-сырец смешивают с виноматериалом до объемной доли спирта 30-32% и подвергают повторной фракционной перегонке на аппаратах шарантского типа по французской технологии. Этот способ позволяет получить высококачественные коньячные спирты при значительном повышении производительности и снижении удельных энергозатрат на 30-40% по сравнению с классической технологией.

В дальнейшем во ВНИИВиВ «Магарач» был разработан способ получения коньячных спиртов в непрерывном потоке на модернизированном брагоперегонном аппарате К-5М тамбовского завода «Комсомолец». Этот способ исключает отрицательное воздействие дефлегмации на переход в дистиллят летучих примесей и обеспечивает значительное снижение энергозатрат, увеличение на 1-2% выхода спирта и повышение его качества.

Использование различных перегонных установок и технологий получения коньячного спирта оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели дистилляции (табл. 2).

Таблица 2 - Показатели дистилляции на различных перегонных аппаратах

Согласно действующим технологическим инструкциям коньячные спирты, получаемые на аппаратах шарантского типа, рекомендуется использовать для производства марочных коньяков, а на аппаратах непрерывного действия - для производства ординарных коньяков. При этом следует отметить, что, по многочисленным данным, состав и качество коньячных виноматериалов и спиртов зависят не столько от типа используемой перегонной установки, сколько от почвенно-климатических условий, в которых произрастают используемые в коньячном производстве сорта винограда.

1.2 Рецептура. Требования к сырью

Общие требования, предъявляемые к спирту-сырцу коньячному и коньячному спирту, приведены в табл. 3.

Таблица 3 - Технические требования к спирту-сырцу и коньячному спирту

К другим компонентам для изготовления коньяка применяются следующие требования.

Умягченная вода (применяется для снижения крепости коньячного спирта) готовится из питьевой воды путем снижения ее жесткости до 0,36 мг-экв/см3, дистилляцией или обработкой ионообменными смолами. Разрешается использовать природную воду, если ее жесткость не превышает 1 мг-экв/см3. Повышенная жесткость вызывает помутнение коньяков.

Спиртованные воды готовят путем разбавления коньячного спирта умягченной водой до крепости 20-25 % об. Их выдерживают в бочках или резервуарах с древесиной дуба при температуре 35-40 °С в течение 60-70 сут. Они также используются для снижения крепости коньячного спирта.

Душистые воды получают при простой или фракционной перегонке, отбирая погоны крепостью от 50 до 20 % об. Выдержка их производится аналогично спиртованным водам.

Сахарный сироп используется для придания коньякам заданных кондиций по сахару. Готовят его путем растворения сахара в умягченной воде в специальных сахароварочных котлах-реакторах. В кипящую воду вводится сахар из расчета 1 кг на 0,05 дал. После полного растворения сахара сироп рекомендуется спиртовать до 40 % об. для ординарных коньяков четырехлетним, а для марочных коньяков семилетним спиртом и хранить не менее года в эмалированных емкостях.

К спиртованному сиропу добавляют лимонную кислоту из расчета 33 г на 100 л.

Колер используется для придания коньякам более интенсивной окраски. Готовят его в медных котлах с огневым или электрическим обогревом из сахара-песка с добавлением 1-2 % воды при постоянном перемешивании. Нагрев доводят до температуры 150-180 °С. При достижении пены темно-вишневого цвета нагрев прекращается. При охлаждении до температуры 60-70 °С при постоянном перемешивании добавляют горячую воду из расчета 0,055 дал на 1 кг сахара. Плотность его должна быть 1,30-1,34 г/см3, содержание сахара должно составлять 40-50 %, цвет темно-вишневый. Сахарный колер спиртуют до крепости 25-30 % об. коньячным пятилетним спиртом и хранят не менее года до его использования.

Далее, на основании пробных купажей получают производственный купаж. В случае необходимости купаж оклеивают (желатином, рыбным клеем, яичным белком) или обрабатывают бентонитом. Оклейку производят при наличии излишней грубости во вкусе. После снятия с клея купаж фильтруют, направляют на отдых и перед розливом еще раз фильтруют. Нестабильные к выпадению полифенолов коньяки обрабатывают холодом при температуре минус 8-12 °С в течение 5-10 сут. После обработки холодом коньяк фильтруют при температуре минус 5-6 °С. Отдых для ординарных коньяков длится 3 мес, для группы KB - не менее 9 мес, для КВВК и КС - не менее года.

Цвет коньяка должен получиться от светло-золотистого до янтарно-коричневого, вкус и букет - без посторонних привкусов и запахов. Коньяки должны быть прозрачными, с блеском, в них не допускается наличие осадка.

1.3 Требования к купажу

В купажи коньяков входят коньячные спирты различных партий и сроков выдержки, спиртованные воды, сахарный сироп и колер.

Процентное содержание отдельных коньячных спиртов и потребное количество колера устанавливают предварительно в результате пробного купажа.

Коньячные спирты отдельных партий (эгализаций) и сроков выдержки имеют различную крепость. Поэтому при расчете коньячных купажей вычисляют средневзвешенную крепость смеси спиртов, пользуясь данными пробного купажа:

аср = ( а1v1 + а2v2 + а3v3 + ... + аnvn ) / 100,

где а1, а2, а3, ..., ап -- крепость коньячных спиртов, % об.;

v1, v2, v3, ... ,vn -- процентное содержание коньячных спиртов по данным пробного купажа.

Крепость отдельных материалов, входящих в коньячные купажи, колеблется в более широких пределах, чем при купажировании виноматериалов, и содержание спирта в смеси имеет большую величину. Поэтому сжатие объема (контракция) происходит сильнее, чем в винах, и должно учитываться в каждом отдельном случае дифференцирование в зависимости от крепости коньяка и его компонентов.

В коньячном производстве перед проведением купажирования вычисляют объемы сахарного сиропа, коньячных спиртов и спиртованных вод. Учитывают также количество вводимого колера, определяемое пробным купажом. Если купажи составлены недостаточно точно, возникает необходимость в корректировании кондиций. В таких случаях дополнительно вычисляют количество коньячного спирта для укрепления купажа пониженной крепости или количество воды для разбавления купажа повышенной крепости.

1.3.1 Расчёт классического коньячного купажа

Объем сахарного сиропа Vс, который должен быть внесен в купаж коньяка, вычисляют по формуле:

Vс = (V · С -- V1 · С1) / С2,

где С -- содержание сахара в коньяке, г на 100 мл;

V1 -- количество колера, определенное пробным купажем, дал на v дал коньяка;

С1 -- содержание сахара в колере, г на 100 мл;

С2 -- содержание сахара в сиропе, г на 100 мл.

Объем коньячного спирта Vа без учета контракции находят по формуле:

Vа = {а · V -- а1 · [V -- (Vс + V1)]} / (аср -- а1),

где а -- крепость коньяка, % об.;

V -- объем купажа (коньяка), дал;

а1-- крепость спиртованных вод, % об.,

Vс -- объем сахарного сиропа, дал;

V1 -- объем колера, установленный пробным купажем, дал;

аср -- средняя крепость коньячного спирта, % об.

Объем спиртованных вод (без учета контракции) V2 устанавливают по разности

V2 = V - (Va + Vc + V1)

1.3.2 Расчёт количества коньячного спирта для укрепления купажа пониженной крепости

Расчет проводят по формуле

Vа = V · (а -- а0) / (а1-- а0),

где Vа -- объем спирта, добавляемого в купаж для корректировки крепости коньяка, дал;

V --объем приготовленного купажа пониженной крепости, дал;

а -- требуемая (кондиционная) крепость коньяка, % об.;

а0 -- крепость приготовленного купажа, % об.;

a1 -- крепость добавляемого коньячного спирта, % об.

1.3.3 Расчёт количества дистиллированной воды для разбавления купажа повышенной крепости

Объем дистиллированной воды Vв вычисляют по формуле

Vв = V (а0 -- а) / а.

Исходя из данных производства в ОАО «Ликеро-водочный завод «Хабаровский», для приготовления 500 000 дал купажа для коньяка «Три звездочки» крепостью 40,2 % об., с содержанием сахара 1,5 г/100 см3, потребуется:

- коньячного спирта крепостью 65 % об.: 40,2 - 500 000 X Х0,9/65 = 278 300 дал;

- спиртованной воды крепостью 25 % об.: 40,2-500 000-0,1:25= 80 400 дал;

- сахарного сиропа с содержанием сахара 90 г/100 см3: 1,5-500 000-35-3:90=7 750 дал;

- умягченной воды: 123 050 дал.

Количество спиртованной воды и колера определяют пробным купажом. Принимают количество спиртованной воды 10°/о к б. с. в купаж, колера из расчёта 3 дал на 1 000 дал купажа. Содержание сахара в колере принимают 35 г/100 см3.

При купажировании наблюдается контракция, и объем купажа доводят до расчетного дополнительным введением умягченной воды по мерному стеклу купажного резервуара.

1.4 Сводный материальный баланс при производстве коньяков

Таким образом, сводный материальный баланс производства коньяка из коньячных спиртов разного срока выдержки будет выглядеть следующим образом:

Таблица 4 - Сводный материальный баланс (дал/1 000 дал)