Производство водки

Производство водки

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ВОДОК

Технологическая схема водочного производства предусматривает следующие стадии:

ѕ приемка спирта из спиртохранилища; подготовка воды (водоумягчение, коагулирование, фильтрация, и, др.);

ѕ приготовление спиртово-водной смеси (сортировки);

ѕ предварительная фильтрация, последующая обработка спиртово-водной смеси активным углем и окончательная фильтрация;

ѕ контроль качества и корректировка крепости водки до уровня стандарта в сборниках готовой продукции;

ѕ фасовка в бутылки, оформление и упаковка.

Из большинстве ликеро-водочных заводов применяется типовая технологическая схема приготовления водки (рис. 1)

Технологическая схема производства водки: / -- емкость для спирта; 2 -- емкость для умягченной воды; 3 -- бачок с регулятором постоянного уровня спирта; 4 -- бачок с регулятором постоянного уровня умягченной воды.; 5 --сборник ингредиентов; 6 смеситель; 7 --насос; 8 -- емкость буферная; 9, И -- фильтры; 10 -- батарея угольных колонок; 12 -- чан сортировочный предусматривающая обработку сортировки активным углем БАУ-А в динамических условиях (по методу В. Ф. Комарова).

Спирт и вода из мерников, исправимый брак водки из сборников и добавки ингредиентов (сахарный сироп и др.) из бачков самотеком поступают в сортировочный чан. После перемешивания и корректировки крепости спиртово-водная смесь перекачивается насосом в напорные чаны. Из лих она самотеком с определенной скоростью проходит через песочные фильтры, где происходит предварительная фильтрация, угольные колонки (абсорбция и химическая обработка) и песочные фильтры (окончательная фильтрация). Прохождение сортировки через угольно-фильтрационную батарею осуществляется самотеком благодаря гидростатическому напору, создаваемому размещением напорных чанов на разных уровнях. Обработанная и отфильтрованная поступает в сборники готовой продукции (доводные чаны), из которых направляется на розлив.

На ряде ликеро-водочных заводов (Московском, Ленинградском, Минусинском) вместо периодического применяется непрерывное приготовление сортировок в специальных смесителях. В этом случае сборники спирта и воды рекомендуется устанавливать на верхнем этаже с учетом обеспечения самотека и непрерывности при приготовлении сортировки и последующей ее обработке.

Смеситель представляет собой трехступенчатое проточное устройство, изготовленное из нержавеющей стали (рис. 11--2). Спирт и вода соответственно через центральный и боковые патрубки поступают в центральный и кольцевой коллекторы, снабженные необходимым количеством отверстий. Затем оба компонента в заданном соотношении подаются в кольцевую камеру I ступени смесителя. В результате встречного движения струй создается необходимая турбулентность, обеспечивающая быстрое перемешивание компонентов, сопровождающееся образованием гидратов. Из I ступени через кольцевое отверстие разделительного диска смесь поступает в коническую камеру II ступени и далее в камеру III ступени, выполненную в виде цилиндра и снабженную набором сеток. Пройдя III ступень, спиртово-водный раствор через выходной патрубок поступает на центробежный насос, а затем по трубопроводу в напорную емкость. Скорость подачи спирта и умягченной воды контролируется расходомерами, концентрация спирта -- проточным плотномером. При работе установки по двухпоточной схеме потоки спирта и умягченной воды дозируются в соотношении 1:1,48, что позволяет получать сортировку крепостью 40 %.

Регулирование концентрации спирта в смесителе осуществляется за счет изменения подачи потока воды. Ввод раствора
ингредиентов осуществляется в поток воды перед поступлением
в смеситель.

Процесс обработки сортировки осуществляется по типовой технологической схеме.

В случаях применения кислоты концентрацией менее 80 ее количество для получения 100 г ацетата натрия

Х= 117-80/5,

где В -- концентрация исходной уксусной кислоты, %.

Приготовленные растворы ингредиентов, вносимые в сортировку в предусмотренных рецептурой количествах, содержат спирт и воду, которые должны быть учтены при определении количеств спирта и воды, необходимых для приготовления водки стандартной крепости. Учет спирта и воды в растворах ингредиентов осуществляют так же как и при внесении в сортировку возвратных спиртово-водных растворов.

Обработка и фильтрация сортировок

Для улучшения органолептических свойств водки сортировку обрабатывают активным углем (марки БАУ-А, КДТ).

Согласно мнению М. Г. Кучерова и Н. Д. Зелинского улучшение дегустационных показателей водки при очистке спиртово-водного раствора активным углем порисходит в основном за счет физической адсорбции углем примесей спирта, придающих ему неприятные запах и вкус.

Физическая адсорбция вызывается межмолекулярными силами и происходит в основном в микропорах активного угля, имеющих радиус меньше 1,5 им.

Кроме физической адсорбции уголь обладает химической сорбцией, или хемосорбцией. Необратимая сорбция кислорода углем приводит к образованию окислов основного характера, которые при взаимодействии с водой дают основание. В результате этого из раствора больше адсорбируются кислоты. Следует отметить, что с повышением концентрации спирта в спиртово-водном растворе уменьшается количество адсорбированных веществ. Лучше адсобируются примеси воды.

Другие исследователи, в том числе и А. Г. Дорошевскйй, считают, что положительную роль играет содержащийся в порах угля кислород воздуха, который окисляет этиловый спирт и высшие спирты в соответствующие альдегиды и кетоны, а затем их -- в кислоты, образующие со спиртом сложные эфиры.

В процессе обработки спиртово-водных растворов активным углем происходят реакции окисления непредельных соединений и спиртов, реакции этерификации и омыления сложных эфиров.

Типичные реакции следующие:

Поэтому при обработке спиртово-водных растворов активным углем подбирается определенный технологический режим, который обеспечивает улучшение органолептических свойств сортировки за счет сбалансированного протекания сорбции и окислительно-восстановительных процессов.

Активный уголь получают на лесохимических заводах обугливанием древесины (рекомендуется береза) без доступа воздуха с последующей обработкой перегретым паром.

Обработку сортировки осуществляют в динамических условиях (по методу В. Ф. Комарова) в фильтрационной батарее, состоящей из песочных фильтров (форфильтров), угольных колонок, соединенных последовательно или параллельно, и снова песочных фильтров.

Форфильтры (предварительные песочные фильтры) служат для отделения механических примесей, содержащихся в сортировке. Фильтрация водки после угольных колонок через песочные фильтры обеспечивает задержание мелкодисперсных частиц угля, образующихся в результате его истирания в процессе эксплуатации, и создает прозрачность водки.

Фильтрующим материалом в форфильтрах и песочных фильтрах (рис. 11--3) является кварцевый песок с величиной зерен 0,5--3 мм для непрерывно действующих и 1--5 мм для периодически действующих фильтров. Наличие в песке землистых и глинистых частиц, известняка не допускается.

Величина пор в слое кварцевого песка, как правило, меньше размеров находящихся в фильтруемой жидкости взвешенных частиц. Однако небольшая доля частиц с меньшим размером вначале проходит через эти поры, вследствие чего первые порции фильтрата получаются мутными. По истечении некоторого времени (так называемого времени обдержки) размер пор уменьшается за счет осевших взвешенных частиц, что и обеспечивает требуемое качество фильтрата.

Фильтрация через обычный песочный фильтр производится с направлением фильтруемой жидкости сверху вниз со скоростью 30 дал/ч.

Двухпоточный песочный фильтр имеет промежуточное дренажное устройство б виде трубчатой системы с отверстиями, обернутой мелкой сеткой (с отверстиями диаметром от 0,2 до 0,3 мм).

Дренажное устройство размещается в фильтрующем слое песка фильтра и служит для отвода фильтрата, поступающего с верхнего и нижнего фильтрующих слоев песка. Такое встречное направление фильтрующих потоков в отводящую дренажную систему позволяет повысить производительность фильтра в 8 раз и более по сравнению, с обычным песочным фильтром.

Фильтр ШЗ-ВФА имеет схему фильтрации двухпоточного фильтра. Для обеспечения высокой производительности и качественной фильтрации в верхней части он оснащен устройством, прижимающим слой песка.

Для промывки песка обычный песочный фильтр требуется раскрыть, вручную извлечь из него песок, промыть, загрузить снова и закрыть фильтр, что весьма трудоемко. В фильтрах двухпоточном и ШЗ-ВФА этот недостаток устранен за счет промывки песка и удаления посторонних примесей вначале умягченной водой с подачей спиртово-водной смеси в сортировочное отделение, а затем, когда промывная вода не будет содержать спирта, водой из водопровода. Схема промывки песка предусмотрена обратной рабочей схемой фильтра.

Угольная колонка (рис. 11--4) представляет собой цилиндрический сосуд диаметром 700 мм и высотой около 5 м. Изготовляется из меди с лужением внутренней поверхности, из нержавеющей стали или титчна. В нижней части колонка имеет металлическую сетку, обтянутую шинельным сукном или фланелью, прижимаемую к боковой стенке обручем. В днище под сеткой вмонтирован патрубок для подачи сортировки на фильтрацию и спуска ее. Через этот же патрубок отводится конденсат при регенерации угля. Несколько выше уровня сетки размещен боковой люк для выгрузки угля.

В верхней части колонка оборудована горловиной с люком и патрубком подачи пара в колонку, воздушником. В горловине для предотвращения уноса частичек угля устанавливается металлическая сетка, обтянутая фильтровальной тканью (фланель и др.), прижимаемая к боковой поверхности обручем. Зазоры между обручем и стенкой забиваются ватой.

Уголь в колонку засыпается через верхний люк до горловины. Для загрузки одной колонки его требуется около 350 кг. Высота угля в колонке составляет около 4 м. Через 10--15 дней работы на свежем угле в связи с оседанием его рекомендуется колонку дополнительно загрузить углем до горловины.

Работа фильтрационной батареи. После проверки подготовленности к работе последовательно включают форфильтры, угольные колонки и песочные фильтры.

Сортировку подают в форфильтр сверху через наполнительную коммуникацию при закрытом нижнем кране и открытом воздушнике. Появление струн жидкости в воздушнике сигнализирует первые мутные порции фильтрата направляются в сортировочное отделение на переработку. Когда фильтрат становится прозрачным, его направляют на угольную колонку.

Сортировка из форфильтра в колонку должна поступать медленно, проходя снизу вверх через слой активного угля. Колонка заполняется при открытых воздушных и пробных краниках (для выхода воздуха). После заполнения угольной колонки закрывают пробный кран (воздушный кран остается открытым). Первые порции фильтрата, имеющие пониженную крепость (вследствие поглощение спирта углем), спускают в сортировочный чан. Разрешается заполненную сортировкой колонку оставить на 1--2 ч до полного насыщения угля спиртом. После этого сортировку пониженной крепости сливают, а колонку медленно заполняют вновь. Когда крепость водки достигнет заданной величины, сортировку направляют на песочные фильтры.

В песочный фильтр водка подается так же, как и в форфильтр. Первые мутные порции фильтрата направляются в сортировочное отделение на переработку, а когда в фонаре песочника появится совершенно прозрачный фильтрат, его направляют в сборники готовой продукции (доводные чаны), постепенно увеличивая скорость потока сортировки.

Скорость фильтрации сортировки через фильтрационную батарею определяется но ротаметрам, установленным на удобны для наблюдения местах до или после угольных колонок.

Скорость обработки сортировок активным углем устанавливается с учетом обязательного получения положительного эффекта от обработки и прежде всего повышения дегустационной оценки сортировки под воздействием активного угля. Правильность установленной скорости фильтрации рекомендуется проверять, основываясь на показателе разности в дегустационной оценке сортировки до и после ее прохождения через угольную колонку. Разность в дегустационной оценке между водкой и сортировкой для высокосортных водок должна быть не менее 0,2 балла, для ординарных водок --0,1 балла.

Если органолептические свойства после фильтрации не улучшаются, скорость фильтрации необходимо снизить, и если при снижении скорости до 10 дал/ч дегустационная оценка сортировки не повышается, активный уголь подлежит регенерации или замене. Снижение скорости фильтрации проводят ступенчато, каждый раз на 5 дал/ч.

Длительные остановки в работе угольных колонок не допускаются во избежание нарастания содержания альдегидов. В случае необходимости длительной остановки следует отрегулировать работу фильтрационной батареи на минимальную скорость (3--5 дал/ч) и при повторном пуске батареи на полную скорость направлять первые порции потока водки в исправимый брак до момента восстановления требуемых качественных показателей водки или в крайнем случае спустить водку из угольных колонок в сортировочный чан и произвести выпарку спирта из угля.

Эффективность действия угля должна проверяться не реже 2 раз в месяц с занесением результатов в журнал работы очистного цеха. Контроль за скоростью фильтрации осуществляется постоянно.

Продолжительность работы фильтрационной батареи (межгенерационный период) зависит от качества угля, спирта и. поды, природы растворенных примесей, их концентрации, скорости фильтрации, высоты стоя угля, температуры сортировок и т. д. и может меняться в пределах от 15 до 100 тыс. дал и более.

Водка после угольно-фильтрационной батареи поступает в сборники готовой продукции (доводные чаны). При отклонении от стандарта корректирование ее крепости производят в этих же чанах добавлением спирта или воды с последующим перемешиванием и проверкой крепости. Готовая стандартная продукция направляется на розлив.

Регенерация отработавшего активного угля. Регенерация угля проводится паром, она предусматривает отгонку спирта сортировки, оставшейся в угольной колонке после ее спуска, и примесей спирта (сивушное масло, эфиры, кислоты, альдегиды и др.), адсорбированных углем.

Перед регенерацией угольную колонку отключают от песочных фильтров, открывают воздушный краник на верхней крышке колонки и содержащуюся в ней водку спускают в сортировочный чан.

После спуска водки открывают верхний люк колонки, вынимают из горловины сетку, обтянутую фланелью, и люк вновь закрывают. Одновременно закрывается и воздушный краник.

Открывают кран для отвода спиртовых паров из колонки на холодильник и через колонку начинают пропускать пар (насыщенный или перегретый). При использовании перегретого пара его температура не должна быть выше 200 °С во избежание плавления полуды стенок колонок.

Давление в колонке не должно быть выше 0,07 МПа, так как она не рассчитана на работу при повышенном давлении. Во избежание увеличения давления пара в угольной колонке выше 0,07 МПа пар предварительно редуцируется. Редукционный вентиль должен быть отрегулирован на 0,07 МПа, а на стрелке манометра наносится красная черта.

Пар вначале пропускают медленно во избежание выброса спиртового дистиллята из фонаря холодильника. Одновременно с пуском пара в колонку на змеевик холодильника открывают воду.

Когда трубопровод, отводящий пар из колонки к холодильнику, начинает нагреваться, приток воды на холодильник увеличивают и регулируют вентилем (или краном) так, чтобы температура спиртового дистиллята не поднималась выше 18 °С.

Крепость конденсата периодически проверяют. После того как содержание спирта в нем будет равно нулю, конденсат направляют в канализацию и одновременно увеличивают подачу пара в колонку, продолжая пропаривание ее в течение 6--10 ч. Затем доступ пара в колонку прекращают.

ЛИТЕРАТУРА

1. Карасева О.Ю. О способах активации мыслительной деятельности.-//Химия в школе.-2005.-№10.- С. 13-17.

2. Гузик Н.П. «Обучение органической химии: Кн.для учителя: Из опыта работы»- М.: Просвещение, 1988.-224с.

3. Иванова Р.Г. «Урок химии в средней школе. Типы, структуры и самостоятельная работа учащихся»- М.: Педагогика, 1974.-88с.

4. Гузеев В.В. «Структура образовательного процесса. Типы и структуры уроков»// Химия в школе.- 2002.-№1.-С. 56-58.

5. Обучение химии в 10 классе: Кн.для учителя. В 2-х ч. 4.1. / Под ред. И.Н. Черткова.- М.: Просвещение, 1992.-96с.

6. Химия: Программы и учебно-метод.материалы- М: ВЛАДОС,2000.-144с.

7. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия 10 класс- М.: Просвещение, 2007.-192с.

8. Ефимкина А.И. «Организация и проведение исследовательского урока»-// Химия в школе.- 2008.-№4.-С. 28-31.

9. Спиридонова Е.Г. Урок по теме: «Изомерия. Изомеры углеводородов». // Химия в школе. - 2005. - №7. - С. 67-70.